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信號(hào)處理裝置、控制程序和集成電路的制作方法

文檔序號(hào):7915762閱讀:252來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:信號(hào)處理裝置、控制程序和集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及通過(guò)使圖像銳化來(lái)提高畫質(zhì)的信號(hào)處理裝置等。
背景技術(shù)
以往,在圖像處理裝置等中,為了改善圖像的畫質(zhì),進(jìn)行使圖像銳化的處理(以下為銳化處理)。例如,在現(xiàn)有的電視接收機(jī)中,進(jìn)行使與顯示于本機(jī)的圖像的輪廓部相當(dāng)?shù)膱D像信號(hào)的上升沿和下降沿陡峭的輪廓補(bǔ)償。如下進(jìn)行該輪廓補(bǔ)償提取輸入到電視接收機(jī)的顯示器的圖像信號(hào)(亮度信號(hào))的高頻成分,將使該提取的高頻成分放大后的成分與上述輸入的圖像信號(hào)相加。由此,通過(guò)在電視接收機(jī)內(nèi)的各電路中進(jìn)行的處理來(lái)改善惡化的圖像信號(hào)的頻率特性,提高看到的畫質(zhì)。
在此,在動(dòng)態(tài)圖像的情況下,運(yùn)動(dòng)區(qū)域中容易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)模糊,因此運(yùn)動(dòng)區(qū)域一般比靜止區(qū)域看起來(lái)模糊。因此,以往,對(duì)動(dòng)態(tài)圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域?qū)嵤┮卜Q為非銳化屏蔽(UnsharpMask)的所謂銳化處理。此外,作為改善動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)模糊的技術(shù),有專利文獻(xiàn)I公開的技木。專利文獻(xiàn)I公開的技術(shù)是生成對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行背光源的點(diǎn)亮控制的PWM脈沖(驅(qū)動(dòng)電壓波形)的技術(shù)?,F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本公開專利公報(bào)“特開2009-198935號(hào)公報(bào)(
公開日2009年9月3 曰),,

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而,現(xiàn)有技術(shù)的銳化處理通常是對(duì)作為處理對(duì)象的圖像信號(hào)實(shí)施線性運(yùn)算的處理。因此,在現(xiàn)有技術(shù)的銳化處理中,無(wú)法利用比奈奎斯特(Nyquist)頻率高的頻率成分(作為處理對(duì)象的圖像信號(hào)中不包含的高頻率成分),因此存在無(wú)法充分改善畫質(zhì)的問題。另外,專利文獻(xiàn)I公開的技術(shù)不過(guò)是通過(guò)控制背光源的點(diǎn)亮來(lái)模擬地減少運(yùn)動(dòng)區(qū)域的模糊感,而不是使影像信號(hào)銳化的技木。本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的,其目的在于提供能利用簡(jiǎn)易的構(gòu)成使動(dòng)態(tài)圖像高度地銳化的信號(hào)處理裝置、控制程序和集成電路。用于解決問題的方案為了解決上述課題,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置的特征在于,對(duì)表示包括在時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)幀的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)實(shí)施使上述動(dòng)態(tài)圖像銳化的處理,輸出表示該銳化后的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào),上述信號(hào)處理裝置具備運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元,其按每個(gè)包括構(gòu)成上述幀的I個(gè)或者相鄰的多個(gè)像素的塊區(qū)域檢測(cè)上述幀間的運(yùn)動(dòng);第I高頻成分生成単元,其生成使表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)銳化后的高次諧波;以及信號(hào)輸出單元,其針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出使作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化后的上述高次諧波,針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元未檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào),并且,上述第I高頻成分生成単元具備第I低頻成分除去単元,其從上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流 成分,由此生成并輸出第I低頻除去信號(hào);第I非線性處理單元,其將上述第I低頻除去信號(hào)作為輸入,生成第I非線性處理信號(hào),輸出該第I非線性處理信號(hào),該第I非線性處理信號(hào)維持上述第I低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第I低頻除去信號(hào)的值為O附近時(shí),相對(duì)于上述第I低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及加法単元,其將上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)和上述第I非線性處理信號(hào)相加,由此生成上述高次諧波。另外,本發(fā)明的集成電路的特征在于,對(duì)表示包括在時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)幀的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)實(shí)施使上述動(dòng)態(tài)圖像銳化的處理,輸出表示該銳化后的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào),上述集成電路具備運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路,其按每個(gè)包括構(gòu)成上述幀的I個(gè)或者相鄰的多個(gè)像素的塊區(qū)域,檢測(cè)上述幀間的運(yùn)動(dòng);高頻成分生成電路,其生成使表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)銳化后的高次諧波;以及信號(hào)輸出電路,其針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出使作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化后的上述高次諧波,針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路未檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào),并且,上述高頻成分生成電路具有低頻成分除去電路,其從上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成低頻除去信號(hào);非線性處理電路,其將上述低頻除去信號(hào)作為輸入,生成非線性處理信號(hào),輸出該非線性處理信號(hào),該非線性處理信號(hào)維持上述低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述低頻除去信號(hào)的值為0附近時(shí),相對(duì)于上述低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及加法電路,其將上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)和上述非線性處理信號(hào)相加,由此生成上述高次諧波。根據(jù)上述信號(hào)處理裝置的構(gòu)成,按每個(gè)塊區(qū)域檢測(cè)幀間的運(yùn)動(dòng),生成使表示檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的塊區(qū)域(以下,運(yùn)動(dòng)區(qū)域)的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)銳化后的高次諧波,對(duì)于運(yùn)動(dòng)區(qū)域輸出上述高次諧波,對(duì)于未檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的塊區(qū)域(以下為靜止區(qū)域)輸出作為表示該靜止區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)。并且,在生成上述高次諧波時(shí),首先從表示運(yùn)動(dòng)區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成第I低頻除去信號(hào)。然后,生成第I非線性處理信號(hào),第I非線性處理信號(hào)維持第I低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在第I低頻除去信號(hào)的值為0附近時(shí),相對(duì)于第I低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加。然后,將運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)和第I低頻除去信號(hào)相加,由此生成上述高次諧波。由此,能輸出對(duì)表示動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)實(shí)施了非線性處理的信號(hào)。在此,上述高次諧波是將運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)和對(duì)第I低頻除去信號(hào)實(shí)施了平方等非線性處理后的第I非線性處理信號(hào)相加而生成的。其中,生成的信號(hào)的符號(hào)的正負(fù)維持第I低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù)。因此,在上述高次諧波中含有表示運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像的信號(hào)的頻率成分中不包含的高頻帶的頻率成分。其結(jié)果是,上述高次諧波含有比將表示運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像的信號(hào)離散化的情況下的采樣頻率的1/2的頻率即奈奎斯特頻率高的頻率成分。在上述集成電路的構(gòu)成中,與上述同樣,能輸出對(duì)表示動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)實(shí)施了非線性處理的信號(hào)。因此,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置和集成電路能使表示運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)中包含的相當(dāng)于邊緣部分的信號(hào)的上升沿和下降沿陡峭。特別是與實(shí)施線性運(yùn)算的現(xiàn)有的銳化處理相比,能使與邊緣部分相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿更高度地陡峭。其結(jié)果是,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置和集成電路能實(shí)現(xiàn)如下效果能使運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像高度地銳化,大大減少動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)模糊,提高畫質(zhì)和分辨率感。
另外,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置的特征在于,對(duì)表示包括在時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)幀的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)實(shí)施使上述動(dòng)態(tài)圖像銳化的處理,輸出表示該銳化后的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào),上述信號(hào)處理裝置具備運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元,其按每個(gè)包括構(gòu)成上述幀的I個(gè)或者相鄰的多個(gè)像素的塊區(qū)域檢測(cè)上述幀間的運(yùn)動(dòng);第I高頻成分生成単元,其生成使表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的包括在動(dòng)態(tài)圖像的主掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào)銳化后的第I銳化信號(hào);第2高頻成分生成単元,其生成使表示由上述第I銳化信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的包括在副掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào)銳化后的第2銳化信號(hào);以及信號(hào)輸出單元,其針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出使作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化后的上述第2銳化信號(hào),針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元未檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào),并且,上述第I高頻成分生成単元具備第I低頻成分除去単元,其從主掃描方向信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成并輸出第I低頻除去信號(hào),其中上述主掃描方向信號(hào)是表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的包括在主掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào);第I非線性處理單元,其生成第I非線性處理信號(hào),該第I非線性處理信號(hào)維持上述第I低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第I低頻除去信號(hào)的值為0附近時(shí),相對(duì)于上述第I低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及第I加法単元,其將上述主掃描方向信號(hào)和上述第I非線性處理信號(hào)相加,由此生成上述第I銳化信號(hào),上述第2高頻成分生成単元具備第2低頻成分除去単元,其從副掃描方向信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成第2低頻除去信號(hào),其中,上述副掃描方向信號(hào)是表示由上述第I銳化信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的包括在副掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào);第2非線性處理單元,其生成并輸出第2非線性處理信號(hào),該第2非線性處理信號(hào)維持上述第2低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第2低頻除去信號(hào)的值為0附近時(shí),相對(duì)于上述第2低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及第2加法単元,其將上述副掃描方向信號(hào)和上述第2非線性處理信號(hào)相加,由此生成上述第2銳化信號(hào)。根據(jù)上述構(gòu)成,按每個(gè)塊區(qū)域檢測(cè)幀間的運(yùn)動(dòng),生成使作為表示檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的塊區(qū)域(以下為運(yùn)動(dòng)區(qū)域)的動(dòng)態(tài)圖像的包括在主掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào)的主掃描方向信號(hào)銳化后的第I銳化信號(hào),而且,生成使作為表示由第I銳化信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的包括在副掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào)的副掃描方向信號(hào)銳化后的第2銳化信號(hào)。然后,對(duì)于運(yùn)動(dòng)區(qū)域輸出第2銳化信號(hào),對(duì)于未檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的塊區(qū)域(以下為靜止區(qū)域)輸出作為表示該靜止區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)。并且,在生成上述第I銳化信號(hào)時(shí),首先從表示運(yùn)動(dòng)區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的包括在主掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成第I低頻除去信號(hào)。然后,生成第I非線性處理信號(hào),第I非線性處理信號(hào)維持第I低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在第I低頻除去信號(hào)的值為0附近時(shí),相對(duì)于第I低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加。然后,將第I非線性處理信號(hào)與主掃描方向信號(hào)相加,由此生成上述第I銳化信號(hào)。同樣,在生成上述第2銳化信號(hào)時(shí),首先,從作為表示由第I銳化信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的包括在副掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào)的副掃描方向信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成第2低頻除去信號(hào)。然后,生成第2非線性處理信號(hào),第2非線性處理信號(hào)維持第2低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在第2低頻除去信號(hào)的值為0附近時(shí),相對(duì)于第2低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加。然后,將第2非線性處理信號(hào)與副掃描方向信號(hào)相加,由此生成上述第2銳化信號(hào)。 由此,能輸出對(duì)動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的主掃描方向和副掃描方向?qū)嵤┝朔蔷€性處理的信號(hào)。在此,上述第I銳化信號(hào)是將主掃描方向信號(hào)和對(duì)第I低頻除去信號(hào)實(shí)施了平方等非線性處理后的第I非線性處理信號(hào)相加而生成的。其中,生成的信號(hào)的符號(hào)的正負(fù)維持第I低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù)。同樣,上述第2銳化信號(hào)是將副掃描方向信號(hào)和對(duì)第2低頻除去信號(hào)實(shí)施了平方等非線性處理后的第2非線性處理信號(hào)相加而生成的。其中,生成的信號(hào)的符號(hào)的正負(fù)維持第2低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù)。因此,上述第2銳化信號(hào)中含有表示運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像的信號(hào)的頻率成分中不包含的高頻帶的頻率成分。其結(jié)果是,上述第2銳化信號(hào)含有比將表示運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像的信號(hào)離散化的情況下的采樣頻率的1/2的頻率即奈奎斯特頻率高的頻率成分。因此,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置能使表示運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像的信號(hào)中包含的相當(dāng)于邊緣部分的信號(hào)的上升沿和下降沿陡峭。特別是與實(shí)施線性運(yùn)算的現(xiàn)有的銳化處理相比,能使與邊緣部分相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿更高度地陡峭。其結(jié)果是,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置能實(shí)現(xiàn)如下效果能使運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像高度地銳化,大大減少動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)模糊,提高畫質(zhì)和分辨率感。發(fā)明效果如上所述,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置對(duì)表示包括在時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)幀的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)實(shí)施使上述動(dòng)態(tài)圖像銳化的處理,輸出表示該銳化后的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào),上述信號(hào)處理裝置具備運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元,其按每個(gè)包括構(gòu)成上述幀的I個(gè)或者相鄰的多個(gè)像素的塊區(qū)域檢測(cè)上述幀間的運(yùn)動(dòng);第I高頻成分生成単元,其生成使表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的圖像的信號(hào)銳化后的高次諧波;以及信號(hào)輸出單元,其針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出使作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化后的上述高次諧波,針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元未檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào),并且,上述第I高頻成分生成単元具備第I低頻成分除去単元,其從上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成并輸出第I低頻除去信號(hào);第I非線性處理單元,其將上述第I低頻除去信號(hào)作為輸入,生成第I非線性處理信號(hào),輸出該第I非線性處理信號(hào),該第I非線性處理信號(hào)維持上述第I低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第I低頻除去信號(hào)的值為O附近時(shí),相對(duì)于上述第I低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及加法単元,其將上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)和上述第I非線性處理信號(hào)相加,由此生成上述高次諧波。另外,本發(fā)明的集成電路對(duì)表示包括在時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)幀的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)實(shí)施使上述動(dòng)態(tài)圖像銳化的處理,輸出表示該銳化后的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào),上述集成電路具備運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路,其按每個(gè)包括構(gòu)成上述幀的I個(gè)或者相鄰的多個(gè)像素的塊區(qū)域,檢測(cè)上述幀間的運(yùn)動(dòng);高頻成分生成電路,其生成使表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的圖像的信號(hào)銳化后的高次諧波;以及信號(hào)輸出電路,其針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出使作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化后的上述高次諧波,針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路未檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào),并且,上述高頻成分生成電路具有低頻成分除去電路,其從上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成低頻除去信號(hào);非線性處理電路,其將上述低頻除去信號(hào)作為輸入,生成非線性處理信號(hào),輸出該非線性處理信號(hào),該非線性處理信號(hào)維持上述低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù), 并且,至少在上述低頻除去信號(hào)的值為0附近時(shí),相對(duì)于上述低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及加法電路,其將上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)和上述非線性處理信號(hào)相加,由此生成上述高次諧波。因此,能輸出對(duì)表示動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)實(shí)施了非線性處理的信號(hào)。因此,能使表示運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)中包含的相當(dāng)于邊緣部分的信號(hào)的上升沿和下降沿陡峭。特別是,與實(shí)施線性運(yùn)算的現(xiàn)有的銳化處理相比,能使與邊緣部分相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿更高度地陡峭。其結(jié)果是,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置和集成電路能實(shí)現(xiàn)如下效果能使運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像高度地銳化,大大減少動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)模糊,提高畫質(zhì)和分辨率感。另外,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置對(duì)表示包括在時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)幀的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)實(shí)施使上述動(dòng)態(tài)圖像銳化的處理,輸出表示該銳化后的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào),上述信號(hào)處理裝置具備運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元,其按每個(gè)包括構(gòu)成上述幀的I個(gè)或者相鄰的多個(gè)像素的塊區(qū)域檢測(cè)上述幀間的運(yùn)動(dòng);第I高頻成分生成単元,其生成使表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的包括在主掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào)銳化后的第I銳化信號(hào);第2高頻成分生成単元,其生成使表示由上述第I銳化信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的包括在副掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào)銳化后的第2銳化信號(hào);以及信號(hào)輸出單元,其針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出使作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化后的上述第2銳化信號(hào),針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元未檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào),并且,上述第I高頻成分生成単元具備第I低頻成分除去単元,其從主掃描方向信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成并輸出第I低頻除去信號(hào),其中上述主掃描方向信號(hào)是表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的包括在主掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào);第I非線性處理單元,其生成第I非線性處理信號(hào),該第I非線性處理信號(hào)維持上述第I低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第I低頻除去信號(hào)的值為O附近時(shí),相對(duì)于上述第I低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及第I加法単元,其將上述主掃描方向信號(hào)和上述第I非線性處理信號(hào)相加,由此生成上述第I銳化信號(hào),上述第2高頻成分生成単元具備第2低頻成分除去単元,其從副掃描方向信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成第2低頻除去信號(hào),其中,上述副掃描方向信號(hào)是表示由上述第I銳化信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的包括在副掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào);第2非線性處理單元,其生成并輸出第2非線性處理信號(hào),該第2非線性處理信號(hào)維持上述第2低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第2低頻除去信號(hào)的值為O附近時(shí),相對(duì)于上述第2低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)増加;以及第2加法単元,其將上述副掃描方向信號(hào)和上述第2非線性處理信號(hào)相カロ,由此生成上述第2銳化信號(hào)。因此,能輸出對(duì)動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的主掃描方向和副掃描方向?qū)嵤┝朔蔷€性處理的信號(hào)。因此,能使表示運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像的信號(hào)中包含的相當(dāng)于邊緣部分的信號(hào)的上升沿 和下降沿陡峭。特別是,與實(shí)施線性運(yùn)算的現(xiàn)有的銳化處理相比,能使與邊緣部分相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿更高度地陡峭。其結(jié)果是,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置能實(shí)現(xiàn)如下效果能使運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像高度地銳化,大大減少動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)模糊,提高畫質(zhì)和分辨率感。通過(guò)以下示出的記載來(lái)充分了解本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。另外,由參照附圖的如下說(shuō)明來(lái)明確本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的信號(hào)處理裝置的構(gòu)成的框圖。圖2是示出本發(fā)明的信號(hào)處理裝置中包括的銳化處理部的構(gòu)成的框圖。圖3是示出圖2示出的銳化處理部中包括的高頻成分提取部的構(gòu)成的框圖。圖4是示出圖3示出的高頻成分提取部中包括的濾波器的其它構(gòu)成例的框圖。圖5(a)是示意性地示出輸入圖2所示的銳化處理部的信號(hào)的波形的圖。圖5 (b)是示意性地示出由圖2所示的銳化處理部生成的高頻信號(hào)的波形的圖。圖5(c)是示意性地示出由圖2所示的銳化處理部生成的非線性信號(hào)的波形的圖。圖5(d)是示意性地示出由圖2所示的銳化處理部生成的符號(hào)變換信號(hào)的波形的圖。圖5(e)是示意性地示出由圖2所示的銳化處理部生成的輸出信號(hào)的波形的圖。圖6(a)是示意性地示出輸入圖2所示的銳化處理部的信號(hào)的波形的圖。圖6 (b)是示意性地示出利用現(xiàn)有技術(shù)將圖6(a)示出的信號(hào)增強(qiáng)后的波形的圖。圖7是示出本發(fā)明的信號(hào)處理裝置中包括的銳化處理部的其它構(gòu)成的框圖。圖8是示出圖7所示的銳化處理部中包括的微分部的構(gòu)成的框圖。圖9(a)是示意性地示出輸入圖7所示的銳化處理部的信號(hào)的波形的圖。圖9 (b)是示意性地示出由圖7所示的銳化處理部生成的高頻信號(hào)的波形的圖。圖9(c)是示意性地示出由圖7所示的銳化處理部生成的非線性信號(hào)的波形的圖。圖9(d)是示意性地示出由圖7所示的銳化處理部生成的微分信號(hào)的波形的圖。圖9(e)是示意性地示出由圖7所示的銳化處理部生成的符號(hào)變換信號(hào)的波形的圖。圖9(f)是示意性地示出由圖7所示的銳化處理部生成的輸出信號(hào)的波形的圖。圖10是示出本發(fā)明的信號(hào)處理裝置中包括的銳化處理部的另ー其它構(gòu)成的框圖。圖11(a)是示意性地示出輸入圖10所示的銳化處理部的信號(hào)的波形的圖。圖11(b)是示意性地示出由圖10所示的銳化處理部生成的高頻信號(hào)的波形的圖。圖11(c)是示意性地示出由圖10所示的銳化處理部生成的非線性信號(hào)的波形的圖。圖11(d)是示意性地示出由圖10所示的銳化處理部生成的輸出信號(hào)的波形的圖。圖12是示出本發(fā)明的信號(hào)處理裝置中包含的銳化處理部的另ー其它構(gòu)成的框圖。圖13是示出本發(fā)明的信號(hào)處理裝置中包含的銳化處理部的另ー其它構(gòu)成的框 圖。圖14是示出本發(fā)明的信號(hào)處理裝置中包含的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部的構(gòu)成例的框圖。圖15(a)是示出第M幀的信號(hào)的波形的示意圖。圖15(b)是示出第M+1幀的信號(hào)的波形的示意圖。圖15(c)是示出圖15(a)所示的信號(hào)與圖15(b)所示的信號(hào)的差分(幀差)的示意圖。圖15(d)是示出將圖15(c)所示的幀差僅除以第M+1幀的邊緣成分后的結(jié)果的示意圖。圖15(e)是示出將圖15(c)示出的幀差除以由第M幀的邊緣成分和第M+1幀的邊緣成分算出的邊緣信號(hào)后的結(jié)果的示意圖。圖16是示出圖I所示的信號(hào)處理裝置的實(shí)用例的框圖。圖17是示出本發(fā)明的其它實(shí)施方式的信號(hào)處理裝置的構(gòu)成的框圖。圖18是示出圖17所示的信號(hào)處理裝置的實(shí)用例的框圖。
具體實(shí)施例方式(信號(hào)處理裝置的概要)概而言之,各實(shí)施方式的信號(hào)處理裝置(集成電路)500是對(duì)表示動(dòng)態(tài)圖像的數(shù)字信號(hào)(以下也稱為圖像信號(hào))實(shí)施用于使動(dòng)態(tài)圖像銳化的銳化處理的裝置。在此,銳化處理是指,通過(guò)實(shí)施后述的非線性運(yùn)算來(lái)使與動(dòng)態(tài)圖像中包含的輪廓部分(邊緣)相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿陡峭(增強(qiáng))的處理。此外,在不區(qū)別后述的信號(hào)處理裝置500a 500d時(shí),單記為“信號(hào)處理裝置500”。另外,以下將輸入信號(hào)處理裝置500的圖像信號(hào)記為輸入信號(hào)SA。另外,將從信號(hào)處理裝置500輸出的圖像信號(hào)記為輸出信號(hào)S0。如后所述,信號(hào)處理裝置500所具備的銳化處理部(第I高頻成分生成単元,第2高頻成分生成単元,第3高頻成分生成単元,第4高頻成分生成単元,高頻成分生成電路)100能使輸出信號(hào)含有輸入的信號(hào)中不包含的高頻成分(具體地說(shuō),比作為將輸入的信號(hào)離散化的情況下的采樣頻率的1/2的頻率即奈奎斯特頻率高的頻率成分)。因此,當(dāng)由信號(hào)處理裝置500進(jìn)行銳化處理吋,與現(xiàn)有技術(shù)那樣用線性運(yùn)算進(jìn)行銳化處理的情況相比,能使與圖像中包含的邊緣相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿更陡蛸。此外,用輸入信號(hào)SA表示的動(dòng)態(tài)圖像例如由標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視(SDTV :StandardDefinition Television)或者高清晰度電視(HDTV High Definition Television)的接收機(jī)等進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。此外,動(dòng)態(tài)圖像包括在時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)幀(畫面)。另外,對(duì)輸入信號(hào)SA由圖像的包括在主掃描方向(水平方向,橫方向)上相鄰排列的像素的像素值的數(shù)據(jù)列(像素值的系列)構(gòu)成的情況進(jìn)行說(shuō)明,但是也可以由圖像的包括在副掃描方向(垂直方向,縱方向)相鄰排列的像素的像素值的數(shù)據(jù)列構(gòu)成。(銳化處理部的概要)下面說(shuō)明作為信號(hào)處理裝置500的構(gòu)成要素的銳化處理部100的概要。此外,銳化處理部100可以是后述的銳化處理部IOOa IOOe中的任ー個(gè)。在不區(qū)別銳化處理部IOOa IOOe時(shí),單記為“銳化處理部100”。銳化處理部100對(duì)輸入銳化處理部100的信號(hào)實(shí)施用于使波形銳化的銳化處理,輸出該銳化的信號(hào)。在此,銳化處理是指使輸入的信號(hào)的上升沿和下降沿陡峭(增強(qiáng))的處理。特別是輸入的信號(hào)是表示圖像的信號(hào)的情況,使與圖像中包含的輪廓部分(邊緣)相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿陡峭。
·
以下將輸入銳化處理部100的信號(hào)也記為輸入信號(hào)Sin。另外,將從銳化處理部100輸出的信號(hào)也記為輸出信號(hào)Sout (高次諧波,第I銳化信號(hào),第2銳化信號(hào))。另外,如后所述,銳化處理部100至少具備非線性處理部(第I非線性處理單元,第2非線性處理單元,第3非線性處理單元,第4非線性處理單元,非線性處理電路)102。此外,在不區(qū)別后述的非線性處理部102a 102e吋,單記為“非線性處理部102”。并且,銳化處理部100由非線性處理部102對(duì)輸入信號(hào)Sin的高頻成分實(shí)施非線性運(yùn)算,由此使輸出信號(hào)Sout包含輸入信號(hào)Sin中不包含的高頻成分(具體地說(shuō),比將輸入信號(hào)Sin離散化的情況下的采樣頻率的1/2的頻率即奈奎斯特頻率高的頻率成分)。因此,當(dāng)由銳化處理部100進(jìn)行銳化處理吋,與基于線性運(yùn)算的銳化處理相比,能使輸入信號(hào)Sin的上升沿和下降沿更陡蛸。此外,也將輸出信號(hào)Sout記為輸入信號(hào)Sin的高次諧波。后面說(shuō)明銳化處理部100的詳細(xì)構(gòu)成?!矊?shí)施方式I〕根據(jù)圖I至圖16如下說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。此外,將本實(shí)施方式的信號(hào)處理裝置500記為信號(hào)處理裝置500a。信號(hào)處理裝置500a是對(duì)由輸入信號(hào)SA表示的動(dòng)態(tài)圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域?qū)嵤╀J化處理的裝置。動(dòng)態(tài)圖像中的模糊感大的地方是運(yùn)動(dòng)區(qū)域,因此能通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域?qū)嵤╀J化處理來(lái)提高動(dòng)態(tài)圖像的分辨率感。此外,本說(shuō)明書中的“運(yùn)動(dòng)區(qū)域”是指在幀間有運(yùn)動(dòng)的區(qū)域,但是可以將全部不靜止的區(qū)域設(shè)為運(yùn)動(dòng)區(qū)域,也可以僅將有某種程度運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)量為規(guī)定的閾值以上)的區(qū)域設(shè)為運(yùn)動(dòng)區(qū)域。另外,對(duì)動(dòng)態(tài)圖像的銳化處理是對(duì)主掃描方向(橫方向,水平方向)、副掃描方向(縱方向,垂直方向)、時(shí)間方向進(jìn)行的,但是在說(shuō)明信號(hào)處理裝置500a的構(gòu)成時(shí),不特別提到實(shí)施銳化處理的方向。此外,后面說(shuō)明對(duì)主掃描方向、副掃描方向、時(shí)間方向的銳化處理。(信號(hào)處理裝置的構(gòu)成)參照?qǐng)DI來(lái)說(shuō)明信號(hào)處理裝置500a的構(gòu)成。圖I是示出信號(hào)處理裝置500a的構(gòu)成的框圖。如該圖所示,信號(hào)處理裝置500a具備銳化處理部100、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部(運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元)200、信號(hào)輸出部(輸出信號(hào)生成單元)300以及延遲處理部400。
如上所述,銳化處理部100對(duì)輸入信號(hào)SA中包含的高頻成分實(shí)施非線性運(yùn)算,由此輸出輸入信號(hào)SA的高次諧波。后面說(shuō)明銳化處理部100的詳細(xì)構(gòu)成。然后,運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200按每個(gè)塊區(qū)域檢測(cè)幀間的運(yùn)動(dòng),上述塊區(qū)域包括構(gòu)成幀的I個(gè)或者相鄰的多個(gè)像素,上述幀構(gòu)成由輸入信號(hào)SA表示的動(dòng)態(tài)圖像。優(yōu)選的塊區(qū)域包括(I) I個(gè)像素或者(2)包括4像素X4像素的16像素,但是不限于此。另外,并不一定需要檢測(cè)塊區(qū)域中包含的全部像素的運(yùn)動(dòng),只要對(duì)塊區(qū)域中包含的至少I個(gè)像素檢測(cè)運(yùn)動(dòng)即可。此外,檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的方法沒有特別限定,能使用各種方法。例如,可以是通過(guò)單純地求出幀間差分來(lái)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)成,也可以通過(guò)后述圖14示出的構(gòu)成來(lái)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)。然后,運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200將每個(gè)塊區(qū)域的運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)結(jié)果通知信號(hào)輸出部300。 接下來(lái),信號(hào)輸出部300是根據(jù)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)結(jié)果來(lái)切換連接點(diǎn)Out與連接點(diǎn)Inl和連接點(diǎn)In2的連接的開關(guān)。具體地說(shuō),在由運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)時(shí),將連接點(diǎn)Out和連接點(diǎn)Inl連接。在這種情況下,從銳化處理部100輸出的信號(hào)(運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào))作為輸出信號(hào)SO從信號(hào)輸出部300輸出。另ー方面,在由運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200未檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)時(shí),將連接點(diǎn)Out和連接點(diǎn)In2連接。在這種情況下,從延遲處理部400輸出的信號(hào)(非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào))作為輸出信號(hào)SO從信號(hào)輸出部300輸出。接下來(lái),延遲處理部400是調(diào)整輸入信號(hào)SA與從銳化處理部100輸出的信號(hào)之間的定時(shí)的延遲電路,包括延遲元件。根據(jù)上述構(gòu)成,信號(hào)輸出部300針對(duì)由運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的塊區(qū)域,將從銳化處理部100輸出的輸出信號(hào)Sout作為輸出信號(hào)SO輸出。另ー方面,針對(duì)由運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200未檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的塊區(qū)域,將輸入信號(hào)SA原樣作為輸出信號(hào)SO輸出。(銳化處理部的構(gòu)成)下面說(shuō)明銳化處理部100的詳細(xì)構(gòu)成。(銳化處理部的構(gòu)成例I)圖2是示出銳化處理部IOOa的構(gòu)成的框圖。如該圖所示,銳化處理部IOOa具備高頻成分提取部(第I低頻成分除去単元,第2低頻成分除去単元,第3低頻成分除去単元,第4低頻成分除去単元,低頻成分除去電路)11、非線性處理部102a以及加法部(第I加法單元,第2加法単元,第3加法単元,第4加法単元,加法電路)15。首先說(shuō)明高頻成分提取部11。概略地說(shuō),高頻成分提取部11提取輸入信號(hào)Sin中包含的高頻成分,作為高頻信號(hào)Sll (第I低頻除去信號(hào),第2低頻除去信號(hào),第3低頻除去信號(hào),第4低頻除去信號(hào),低頻除去信號(hào))輸出。參照?qǐng)D3說(shuō)明高頻成分提取部11的構(gòu)成。圖3是示出高頻成分提取部11的構(gòu)成的框圖。如該圖所示,高頻成分提取部11具備濾波器110、圓滑處理部(低電平信號(hào)除去單兀)132和限幅器(聞電平イ目號(hào)除去單兀)133。濾波器110濾波器110具備m-1個(gè)單位延遲元件Illh (h = 1,2,".,Hi-I:!!!表示3以上的正整數(shù))、m個(gè)乘法部112k (k = I, 2,…,m)以及加法部131,是m抽頭的橫向(transversal)型的高通濾波器,以輸入信號(hào)Sin為輸入,輸出高頻帶信號(hào)SHl。各個(gè)單位延遲元件Illh輸出使所輸入的信號(hào)分別延遲単位時(shí)間的信號(hào)。此外,對(duì)單位延遲元件1111 (h = I)輸入輸入信號(hào)Sin。各個(gè)乘法部112k對(duì)輸入的信號(hào)乘以系數(shù)Ck,將該相乘的結(jié)果輸出到加法部131。在此,系數(shù)Ck是為了使濾波器110發(fā)揮高通濾波器的功能而預(yù)先設(shè)定的。例如,在m= 3的情況下,設(shè)定為Cl = 0. 5,C2 = -1,C3 = 0. 5,由此濾波器110發(fā)揮高通濾波器的功能。加法部131將從乘法部112k輸出的信號(hào)相加,由此生成高頻帶信號(hào)SH1。此外,如一般所知,低通濾波器能比高通濾波器容易實(shí)現(xiàn)。因此,濾波器110也可以用低通濾波器來(lái)構(gòu)成。圖4示出濾波器110的其它構(gòu)成例。如該圖所示,濾波器110也可以包括低通濾波器1101和減法部1102。為了不使后級(jí)的非線性處理部102放大噪聲,圓滑處理部132除去高頻帶信號(hào)SHl中包含的視為噪聲的低電平信號(hào),由此生成低電平除去信號(hào)SH2。具體地說(shuō),將高頻帶信號(hào)SHl的信號(hào)值中的絕對(duì)值為規(guī)定的下限值LV以下的信號(hào)值變更為“0”,由此生成低電平除去信號(hào)SH2。

例如,在輸入信號(hào)Sin能取-255至255任一整數(shù)值的情況下,設(shè)下限值LV為“2”,則將高頻帶信號(hào)SH I的信號(hào)值中的絕對(duì)值為“2”以下的信號(hào)值全部視為噪聲而變更為“0”(也就是圓滑)。然后,為了使已經(jīng)具有足夠能量的信號(hào)不由后級(jí)的非線性處理部102進(jìn)ー步放大,限幅器133除去低電平除去信號(hào)SH2中包含的高電平的信號(hào)值,由此生成高頻信號(hào)S11。具體地說(shuō),為了使低電平除去信號(hào)SH2的信號(hào)值為規(guī)定的上限值UVl以下,對(duì)低電平除去信號(hào)SH2的信號(hào)中的絕對(duì)值大于上限值UVl的部分進(jìn)行將絕對(duì)值變更為上限值UVl以下的處理(以下記為裁剪(clip)處理),由此生成高頻信號(hào)S11。例如,對(duì)低電平除去信號(hào)SH2的信號(hào)值的絕對(duì)值超過(guò)“64”的部分,將該部分的信號(hào)值按符號(hào)變更為“64”或者“-64”?;蛘?,也可以變更為“O”。此外,在輸入信號(hào)Sin為8比特信號(hào)的情況下,在上述濾波器110中,對(duì)于該8比特信號(hào),將例如12比特運(yùn)算中限制為3rdMSB(8比特信號(hào)中為64或者-64程度)以下的信號(hào)與輸入信號(hào)Sin相加。因此,圓滑處理部132和限幅器133進(jìn)行將濾波器110中進(jìn)行運(yùn)算的結(jié)果限制為與8比特信號(hào)相當(dāng)?shù)奶幚怼A硗?,上述高頻成分提取部11構(gòu)成為具備圓滑處理部132和限幅器133,也可以構(gòu)成為具備將它們形成為一體的部件。下面說(shuō)明非線性處理部102a。如圖2所示,非線性處理部102a具備非線性運(yùn)算部(偶數(shù)乘方運(yùn)算單元,平方根運(yùn)算單元)21、符號(hào)變換部(符號(hào)變換單元)41和限幅器(第I振幅調(diào)整單元,第2振幅調(diào)整單元)51。非線性運(yùn)算部21對(duì)高頻信號(hào)Sll實(shí)施非線性運(yùn)算,生成非線性信號(hào)S21。在此,說(shuō)明由非線性運(yùn)算部21進(jìn)行的非線性運(yùn)算。以下,設(shè)對(duì)非線性運(yùn)算部21的輸入信號(hào)值為X,來(lái)自非線性運(yùn)算部21的輸出信號(hào)值為y,將由非線性運(yùn)算部21進(jìn)行的非線性運(yùn)算用I = f(x)的函數(shù)表示。在此,函數(shù)f (X)是正負(fù)對(duì)稱(原點(diǎn)對(duì)稱)地單調(diào)增加的非線性函數(shù)。此外,單調(diào)增加是指廣義的單調(diào)增加。其中,函數(shù)f(X)只要至少在X =“0”的附近單調(diào)增加即可。另外,優(yōu)選函數(shù)f(x)至少在X = “0”的附近為|f(X)| > X |。這種函數(shù)f(x)能舉出例如由下述數(shù)學(xué)式(I) (3)所示的函數(shù)。此外,在使用由下述數(shù)學(xué)式⑵和⑶示出的函數(shù)f(x)的情況下,該函數(shù)f(x)在0彡X彡I的區(qū)間中的值的增加大,因此優(yōu)選在該區(qū)間使用。
[數(shù)I]f(x) =x2n (n 為自然數(shù))……(I)[數(shù)2]f(x) = |x|1/2......⑵[數(shù)3]f(x) = |x|1/10......⑶在使用上述數(shù)學(xué)式(I)作為函數(shù)f(x)的情況下,非線性運(yùn)算部21以2以上的偶數(shù)為冪指數(shù)對(duì)高頻信號(hào)Sll進(jìn)行乘方,由此生成非線性信號(hào)S21 (偶數(shù)乘方信號(hào),平方根信 號(hào))。例如,在上述數(shù)學(xué)式(I)中n = I的情況(也就是說(shuō),f (X) = X2的情況)下,非線性 運(yùn)算部21對(duì)高頻信號(hào)Sll進(jìn)行平方,由此生成非線性信號(hào)S21。在這種情況下,當(dāng)構(gòu)成高頻信號(hào)Sll的數(shù)據(jù)列為X1,X2,X3,…時(shí),對(duì)高頻信號(hào)Sll進(jìn)行平方后的非線性信號(hào)S21為包括數(shù)據(jù)列X12,X22,X32,…的數(shù)字信號(hào)。另外,在高頻信號(hào)Sll的信號(hào)值為-255 255中的任一整數(shù)值的情況下,在使用函數(shù)f(x)時(shí),也可以將X用255進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。例如,也可以使用將由上述數(shù)學(xué)式(2)示出的函數(shù)f(x)的右邊的X用x/255進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化并且在右邊乘以255得到的下述數(shù)學(xué)式(4)來(lái)代替使用上述數(shù)學(xué)式(2)。此外,下述數(shù)學(xué)式(4)滿足f(x) > X的條件。[數(shù)4]f (X) = 255 I x/255 1/2......(4)在上述數(shù)學(xué)式⑷中,對(duì)由上述數(shù)學(xué)式⑵示出的函數(shù)f(x)的右邊的X用255進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,并且在右邊乘以255,但是在右邊相乘的數(shù)值不需要是與用于標(biāo)準(zhǔn)化的值(在該例中為255)相同的值,只要滿足If(X) I > X的條件即可。例如,也可以使用代替255而在右邊乘以100的下述數(shù)學(xué)式(5)。[數(shù)5]f (X) = 100 I x/255 11/2......(5)另外,函數(shù)f(x)也可以使用下述數(shù)學(xué)式(6)示出的三角函數(shù)。[數(shù)6]f (X) = 255 I sin [ (x/255) (Ji/2) ] ......(6)然后,符號(hào)變換部41根據(jù)高頻信號(hào)Sll的符號(hào)比特信息,生成使高頻信號(hào)Sll的符號(hào)反映到非線性信號(hào)S21后的信號(hào)作為符號(hào)變換信號(hào)S41。即,符號(hào)變換部41對(duì)非線性信號(hào)S21中符號(hào)與高頻信號(hào)Sll相同的部分原樣維持符號(hào)。另ー方面,對(duì)非線性信號(hào)S21中符號(hào)與高頻信號(hào)Sll不同的部分使符號(hào)的正負(fù)顛倒。然后,限幅器51進(jìn)行調(diào)整符號(hào)變換部41生成的符號(hào)變換信號(hào)S41的振幅(信號(hào)電平,強(qiáng)度)的處理(以下也記為振幅調(diào)整處理),由此生成非線性處理信號(hào)(第I非線性處理信號(hào),第2非線性處理信號(hào),第3非線性處理信號(hào),第4非線性處理信號(hào))S12。具體地說(shuō),限幅器51對(duì)符號(hào)變換信號(hào)S41乘以規(guī)定倍率值a (I a I < I),由此調(diào)整符號(hào)變換信號(hào)S41的振幅。此外,優(yōu)選倍率值a能根據(jù)影像的運(yùn)動(dòng)、噪聲的量而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。此外,優(yōu)選在使倍率值a為固定值的情況下,例如使絕對(duì)值為0. 5以下的值。而且,為了不便已經(jīng)具有足夠的能量的信號(hào)進(jìn)ー步放大,限幅器51對(duì)非線性處理信號(hào)S12的信號(hào)中的絕對(duì)值大于上限值UV2的部分進(jìn)行將絕對(duì)值變更為該上限值UV2以下的處理(以下也記為裁剪處理),以使非線性處理信號(hào)S12的信號(hào)值為規(guī)定的上限值UV2以下。例如,對(duì)非線性處理信號(hào)S12的信號(hào)值的絕對(duì)值超過(guò)“64”的部分,根據(jù)符號(hào)將該部分的信號(hào)值變更為“64”或者“-64”?;蛘咭部梢宰兏鼮椤癘”。此外,非線性處理部102a也可以構(gòu)成為不具備限幅器51,不進(jìn)行符號(hào)變換信號(hào)S41的振幅調(diào)整處理和裁剪處理。在這種情況下,符號(hào)變換部41生成的符號(hào)變換信號(hào)S41作為非線性處理信號(hào)S12從非線性處理部102a輸出。最后說(shuō)明加法部15。加法部15將非線性處理信號(hào)S12作為補(bǔ)償用信號(hào)與輸入信號(hào)Sin相加,由此生成輸出信號(hào)Sout。此外,加
(構(gòu)成例I中的信號(hào)的波形)下面參照?qǐng)D5(a) (e)說(shuō)明由銳化處理部IOOa的各部生成的信號(hào)的波形。圖5(a) (e)是示意性地示出由銳化處理部IOOa的各部生成的信號(hào)的波形的圖。在此,圖5(a)所不的信號(hào)是作為輸入信號(hào)Sin輸入銳化處理部IOOa的信號(hào)。首先,當(dāng)輸入信號(hào)Sin被輸入高頻成分提取部11時(shí),輸入信號(hào)Sin中包含的高頻成分被提取,生成圖5(b)示出的高頻信號(hào)S11。然后,在由非線性處理部102a的非線性運(yùn)算部21進(jìn)行的非線性運(yùn)算為f (x) = X2的情況下,由非線性運(yùn)算部21生成將高頻信號(hào)Sll進(jìn)行平方后的非線性信號(hào)S21 (參照?qǐng)D5(c))。然后,當(dāng)非線性信號(hào)S21被輸入符號(hào)變換部41時(shí),生成圖5 (d)示出的符號(hào)變換信號(hào)S41。如該圖所示,符號(hào)變換信號(hào)S41維持圖5(b)示出的高頻信號(hào)Sll的符號(hào)的正負(fù)。然后,當(dāng)符號(hào)變換信號(hào)S41被輸入限幅器51時(shí),進(jìn)行振幅調(diào)整處理和裁剪處理,生成非線性處理信號(hào)S12。然后,當(dāng)利用加法部15將非線性處理信號(hào)S12與輸入信號(hào)Sin相加時(shí),生成輸出信號(hào)Sout (參照?qǐng)D5(e))。此外,圖5(e)示出的非線性處理信號(hào)S12中的信號(hào)的上升沿和下降沿比用線性運(yùn)算來(lái)增強(qiáng)輸入信號(hào)Sin的情況下的信號(hào)的上升沿和下降沿陡峭,因此參照?qǐng)D6進(jìn)行說(shuō)明。圖6(a)示出的信號(hào)與圖5(a)示出的輸入信號(hào)Sin相同。并且,在增強(qiáng)圖6(a)示出的輸入信號(hào)Sin的情況下,在采用線性運(yùn)算的銳化處理中使用如下方法從圖6(a)示出的輸入信號(hào)Sin提取高頻帶信號(hào),將該提取的高頻帶信號(hào)與輸入信號(hào)Sin相加。因此,在采用線性運(yùn)算的銳化處理中,不會(huì)附加輸入信號(hào)Sin中不包含的超過(guò)奈奎斯特頻率的信號(hào)成分。因此,在采用線性運(yùn)算的銳化處理中,生成圖6(b)所示的信號(hào)。圖6(b)所示的信號(hào)的上升沿比圖6(a)示出的輸入信號(hào)Sin的信號(hào)的上升沿陡峭,而由銳化處理部IOOa生成的非線性處理信號(hào)S12(圖5(e))的信號(hào)的上升沿更加陡蛸。(銳化處理部的構(gòu)成例2)在上述非線性處理部102a中,也可以構(gòu)成為對(duì)由非線性運(yùn)算部21生成的非線性信號(hào)S21進(jìn)行微分。這是由于能通過(guò)對(duì)非線性信號(hào)S21進(jìn)行微分來(lái)除去非線性信號(hào)S21中包含的直流成分。因此,參照?qǐng)D7說(shuō)明銳化處理部IOOb的構(gòu)成例。圖7是示出銳化處理部IOOb的構(gòu)成的框圖。如該圖所示,銳化處理部IOOb具備高頻成分提取部11、非線性處理部102b和加法部15。并且,非線性處理部102b除了圖2示出的非線性處理部102a的構(gòu)成以外,在非線性運(yùn)算部21和符號(hào)變換部41之間還具備微分部(微分単元)31。在高頻成分提取部11中,非線性處理部102b的微分部31以外的部件和加法部15與上述相同,因此在此省略其詳細(xì)的說(shuō)明。微分部31對(duì)由非線性運(yùn)算部21生成的非線性信號(hào)S21進(jìn)行微分,由此生成微分信號(hào)S31。參照?qǐng)D8說(shuō)明微分部31的構(gòu)成。圖8是示出微分部31的構(gòu)成的框圖。如該圖所示,微分部31包括単位延遲元件3111和減法部3112,對(duì)輸入微分部31的信號(hào)算出后退差分。然后,對(duì)微分部31生成的微分信號(hào)S31,符號(hào)變換部41根據(jù)高頻信號(hào)Sll的符 號(hào)比特信息,生成使高頻信號(hào)Sll的符號(hào)反映到非線性信號(hào)S21的信號(hào)作為符號(hào)變換信號(hào)S42。即,符號(hào)變換部41對(duì)于微分信號(hào)S31中的符號(hào)與高頻信號(hào)Sll相同的部分原樣維持符號(hào)。另ー方面,對(duì)于非線性信號(hào)S21中的符號(hào)與高頻信號(hào)Sll不同的部分,使符號(hào)的正負(fù)顛倒。然后,限幅器51對(duì)由符號(hào)變換部41生成的符號(hào)變換信號(hào)S42進(jìn)行振幅調(diào)整處理和裁剪處理,由此生成非線性處理信號(hào)S12。在振幅調(diào)整處理中,對(duì)符號(hào)變換信號(hào)S42乘以規(guī)定倍率值a,由此調(diào)整符號(hào)變換信號(hào)S42的振幅。此外,非線性處理部102b也可以構(gòu)成為不具備限幅器51,不進(jìn)行符號(hào)變換信號(hào)S42的振幅調(diào)整處理和裁剪處理。在這種情況下,符號(hào)變換部41生成的符號(hào)變換信號(hào)S42作為非線性處理信號(hào)S12從非線性處理部102b輸出。(構(gòu)成例2中的信號(hào)的波形)下面參照?qǐng)D9(a) (f)說(shuō)明由銳化處理部IOOb的各部生成的信號(hào)的波形。圖9(a) (f)是示意性地示出由銳化處理部IOOb的各部生成的信號(hào)的波形的圖。在此,圖9(a)示出的信號(hào)作為輸入信號(hào)Sin輸入銳化處理部100b。此外,圖9(a)示出的信號(hào)與圖5(a)不出的信號(hào)相同。首先,當(dāng)輸入信號(hào)Sin被輸入高頻成分提取部11時(shí),提取輸入信號(hào)Sin中包含的高頻成分,生成圖9(b)示出的高頻信號(hào)SI I。然后,在由非線性處理部102b的非線性運(yùn)算部21進(jìn)行的非線性運(yùn)算是f(x) = X2的情況下,由非線性運(yùn)算部21生成對(duì)高頻信號(hào)Sll進(jìn)行平方后的非線性信號(hào)S21 (參照?qǐng)D9(c))。然后,當(dāng)非線性信號(hào)S21被輸入微分部31吋,生成圖9(d)示出的微分信號(hào)S31。此外,在微分信號(hào)S31中,除去了非線性信號(hào)S21中包含的直流成分。然后,當(dāng)微分信號(hào)S31被輸入符號(hào)變換部41時(shí),生成圖9 (e)不出的符號(hào)變換信號(hào)S42。如該圖所示,符號(hào)變換信號(hào)S42維持圖9(b)示出的高頻信號(hào)Sll的符號(hào)的正負(fù)。然后,當(dāng)符號(hào)變換信號(hào)S41被輸入限幅器51時(shí),進(jìn)行振幅調(diào)整處理和裁剪處理,生成非線性處理信號(hào)S12。最后,利用加法部15將非線性處理信號(hào)S12與輸入信號(hào)Sin相加,生成輸出信號(hào)Sout (參照?qǐng)D9(f))。
此外,圖9(f)示出的輸出信號(hào)Sout中的信號(hào)的上升沿和下降沿比采用線性運(yùn)算來(lái)銳化的情況陡蛸。(銳化處理部的構(gòu)成例3)在上述非線性處理部102a和非線性處理部102b的構(gòu)成中,構(gòu)成為具備符號(hào)變換部41,但是對(duì)高頻信號(hào)Sll實(shí)施的非線性運(yùn)算只要維持高頻信號(hào)Sll的符號(hào)的正負(fù)即可,不需要具備符號(hào)變換部41。因此,參照?qǐng)D10說(shuō)明不具備符號(hào)變換部41的銳化處理部IOOc的構(gòu)成例。圖10是示出銳化處理部IOOc的構(gòu)成的框圖。如該圖所示,銳化處理部IOOc具備高頻成分提取部11、非線性處理部102c和加法部15。并且,非線性處理部102c具備非線性運(yùn)算部(奇數(shù)乘方運(yùn)算單元)22和限幅器51。高頻成分提取部11、限幅器51和加法部15與上述相同,因此在此省略其詳細(xì)的說(shuō)明。非線性運(yùn)算部22對(duì)高頻信號(hào)Sll實(shí)施非線性運(yùn)算,生成非線性信號(hào)S22。在此,說(shuō)明由非線性運(yùn)算部22進(jìn)行的非線性運(yùn)算。以下設(shè)對(duì)非線性運(yùn)算部22的輸入信號(hào)值為X,來(lái)自非線性運(yùn)算部22的輸出信號(hào)值為y,由非線性運(yùn)算部22進(jìn)行的非線性運(yùn)算由y = g(x)的函數(shù)表示。在此,函數(shù)g(x)是正負(fù)對(duì)稱(原點(diǎn)對(duì)稱)地單調(diào)增加的非線性函數(shù)。此外,單調(diào)增加是指廣義的單調(diào)增加。其中,函數(shù)g(x)只要在至少X =“0”的附近單調(diào)增加即可。另夕卜,優(yōu)選函數(shù)g(X)至少在X = “0”的附近為Ig(X)I > |x|。作為這種函數(shù)g(x),例如能舉出下述數(shù)學(xué)式(7)。[數(shù)7]g (X) = x3n (n 為自然數(shù))……(7)在使用上述數(shù)學(xué)式(7)作為函數(shù)g(x)情況下,非線性運(yùn)算部22以3以上的奇數(shù)為冪指數(shù)對(duì)高頻信號(hào)Sll進(jìn)行乘方來(lái)生成非線性信號(hào)S22。例如,在上述數(shù)學(xué)式(7)中n =I的情況(也就是說(shuō)g(x) = X3的情況)下,非線性運(yùn)算部22對(duì)高頻信號(hào)Sll進(jìn)行立方,由此生成非線性信號(hào)S22。在這種情況下,當(dāng)構(gòu)成高頻信號(hào)Sll的數(shù)據(jù)列為X1,X2,X3,…時(shí),對(duì)高頻信號(hào)Sll進(jìn)行立方后的非線性信號(hào)S22為包括數(shù)據(jù)列X13,X23,X33,…的數(shù)字信號(hào)。然后,限幅器51對(duì)由非線性運(yùn)算部22生成的非線性信號(hào)S22進(jìn)行振幅調(diào)整處理和裁剪處理,由此生成非線性處理信號(hào)S12。此外,非線性處理部102c也可以構(gòu)成為不具備限幅器51,不進(jìn)行非線性信號(hào)S22的振幅調(diào)整處理和裁剪處理。在這種情況下,非線性運(yùn)算部22生成的非線性信號(hào)S22作為非線性處理信號(hào)S12從非線性處理部102c輸出。(構(gòu)成例3中的信號(hào)的波形)下面參照?qǐng)D11(a) (d)說(shuō)明由銳化處理部IOOc的各部生成的信號(hào)的波形。圖11(a) ⑷是示意性地示出由銳化處理部IOOc的各部生成的信號(hào)的波形的圖。在此,圖11(a)示出的信號(hào)作為輸入信號(hào)Sin輸入銳化處理部100c。此外,圖11(a)示出的信號(hào)與圖5 (a)示出的信號(hào)相同。首先,當(dāng)輸入信號(hào)Sin被輸入高頻成分提取部11時(shí),輸入信號(hào)Sin中包含的高頻成分被提取,生成圖11(b)示出的高頻信號(hào)S11。然后,在由非線性運(yùn)算部22進(jìn)行的非線性運(yùn)算是f(x) = X3的情況下,由非線性運(yùn)算部22生成對(duì)高頻信號(hào)Sll進(jìn)行立方后的非線性信號(hào)S22(參照?qǐng)D11 (c))。然后,當(dāng)非線性信號(hào)S22被輸入限幅器51時(shí),進(jìn)行振幅調(diào)整處理和裁剪處理,生成非線性處理信號(hào)S12。最后,利用加法部15將非線性處理信號(hào)S12與輸入信號(hào)Sin相加,生成輸出信號(hào)Sout (參照?qǐng)D11 (d))。此外,圖11⑷示出的輸出信號(hào)Sout中的信號(hào)的上升沿和下降沿比采用線性運(yùn)算來(lái)銳化的情況陡蛸。(生成超過(guò)奈奎斯特頻率的頻率的理由)
下面說(shuō)明銳化處理部100生成的輸出信號(hào)Sout含有超過(guò)輸入信號(hào)Sin所具有的高次諧波成分等的奈奎斯特頻率fs/2的高頻成分的理由。在此,輸入信號(hào)Sin由設(shè)時(shí)間為X的函數(shù)F(X)表現(xiàn)。并且,設(shè)輸入信號(hào)Sin的基本角頻率為《,則函數(shù)F(X)能如下述數(shù)學(xué)式(8)那樣由傅里葉級(jí)數(shù)表現(xiàn)。[數(shù)8]F(x) = a_Ncos(-N) cox+a_N+1cos (-N+1) cox+***+a^cos (-1) cox+ag+ajcos co x+a2cos2 co x+... +aNcosN co x+b_Nsin(_N) cox+b_N+1sin(_N+1) cox+…+L1Sin(_1) cox+ID1Sin co x+b2sin2 co X+...+bNsinN co X ......(8)在此,N為不超過(guò)對(duì)采樣頻率fs的奈奎斯特頻率fs/2的最高頻率的高次諧波的次數(shù)。即,滿足下述數(shù)學(xué)式(9)。[數(shù)9]Nw/(2 JI) < fs/2 ^ (N+l) w/(2 Ji)......(9)然后,將由函數(shù)F(x)表不的輸入信號(hào)Sin的直流成分a。以外的信號(hào)記為G(X),貝IjG(x)由下述數(shù)學(xué)式(10)表示。[數(shù)10]G(x) = a_Ncos(-N) cox+a_N+1cos (-N+1) cox+***+a^cos (-1) cox+ajcos co x+a2cos2 co x+... +aNcosN co x+b_Nsin(_N) cox+b_N+1sin(_N+1) cox+…+L1Sin(_1) cox+ID1Sin co x+b2sin2 co X+...+bNsinN co X......(10)在此,輸入銳化處理部100的輸入信號(hào)Sin含有信號(hào)G(x)或者信號(hào)G(X)的高頻成分。并且,例如在由非線性運(yùn)算部21進(jìn)行的非線性運(yùn)算為f (X) = X2的情況下,由非線性運(yùn)算部21生成的非線性信號(hào)S21是對(duì)高頻信號(hào)Sll進(jìn)行平方而得到的信號(hào)。在此,根據(jù)上述數(shù)學(xué)式(10),(G(x))2的各項(xiàng)由下述數(shù)學(xué)式(11) (13)中的任ー個(gè)表示(i = ±1,±2, . ,土N;j = ±l,±2, . ,土N)。[數(shù)11]afosi co X ajcosj co X......(11)[數(shù)12]afosi co X bjSinj co X......(12)[數(shù)13]IDiSini co X bjSinj co X......(13)
在此,使用與三角函數(shù)有關(guān)的公式,由此上述數(shù)學(xué)式(11) (13)能分別改寫為下述數(shù)學(xué)式(14) (16)。[數(shù)14](已盧ノ2) {cos (i+j) co x+cos (i_j) co x} ......(14)[數(shù)15](aibj/2) {sin (i+j) co x_sin (i_j) co x} ......(15)[數(shù)16](-13山ノ2) {cos (i+j) co x—cos (i_j) co x} ......(16)
從上述數(shù)學(xué)式(14) (16)可知,(G(x))2包含(N+l) co , (N+2) ,...,2N 等角頻率成分。由此,(G(X))2W含有比奈奎斯特頻率fs/2高的頻率成分。也就是說(shuō),由非線性運(yùn)算部21生成的非線性信號(hào)S21包含頻率2NoV(2 )這樣的高次諧波成分等比奈奎斯特頻率fs/2高的頻率成分。同樣,例如,由非線性運(yùn)算部22進(jìn)行的非線性運(yùn)算為f (X) = X3的情況下,由非線性運(yùn)算部22生成的非線性信號(hào)S22是對(duì)高頻信號(hào)Sll進(jìn)行立方得到的信號(hào)。在此,根據(jù)上述數(shù)學(xué)式(10),(G(x))3的各項(xiàng)由下述數(shù)學(xué)式(17) (20)中的任ー個(gè)表示(i = ±1,±2, . ,土N;j = ±l,±2, . ,土N;k=±l,±2, . ,土N)。[數(shù)17]aiCosi co X ajcos j co X akcosk co X......(17)[數(shù)18]afosi co X ajcosj co X bksink co X......(18)[數(shù)19]afosi co X bjsinj co X bksink co X......(19)[數(shù)20]IDiSini co X bjsinj co X bksink co X......(20)在此,關(guān)注例如i = j = k = N的項(xiàng)中的由上述數(shù)學(xué)式(17)和(20)示出的項(xiàng),這些項(xiàng)使用與三角函數(shù)有關(guān)的公式,由此能改寫為下述數(shù)學(xué)式(21)和(22)。[數(shù)21](aNcosN co x)3 = aN3 {(3/4) cosN co x+ (1/4) cos3N co x}......(21)[數(shù)22](bNsinN co x)3 = bN3 {(3/4) sinN co x- (I/4) sin3N co x}......(22)另外,關(guān)注例如i = j = k = -N的項(xiàng)中的由上述數(shù)學(xué)式(17)和(20)示出的項(xiàng),這些項(xiàng)使用與三角函數(shù)有關(guān)的公式,由此能改寫為下述數(shù)學(xué)式(23)和(24)。[數(shù)23]{aNcos (-N co X)}3= aN3 {(3/4) cos (_N co x) + (1/4) cos (_3N co x)} ......(23)[數(shù)24]{bNsin (_N co x)}3= bN3 {(3/4) sin (_Nco x) - (1/4) sin (_3Nco x)} ......(24)
從上述數(shù)學(xué)式(21) (24)可知,(G(x))3包含基本角頻率o的3N倍的頻率成分和-3N倍的頻率成分。對(duì)(G(x))3的其它項(xiàng)也利用三角函數(shù)的公式進(jìn)行改寫,由此可知(G (X))3包含從基本角頻率《的-3N倍到3N倍的各種頻率成分。由此,(G(X))3含有比奈奎斯特頻率fs/2高的頻率成分。也就是說(shuō),由非線性運(yùn)算部22生成的非線性信號(hào)S22包含頻率為3N パ2 )這樣的高次諧波成分等比奈奎斯特頻率fs/2高的頻率成分。如上所述,由銳化處理部100生成的輸出信號(hào)Sout包含輸入信號(hào)Sin中不包含的高頻成分即比奈奎斯特頻率高的頻率成分。 (銳化處理部的其它構(gòu)成例I)由銳化處理部100實(shí)施的非線性運(yùn)算除了上述以外還能想到各種運(yùn)算。因此,參照?qǐng)D12和圖13說(shuō)明銳化處理部IOOd和IOOe的構(gòu)成例。首先,圖12是示出銳化處理部IOOd的構(gòu)成的框圖。如該圖所示,銳化處理部IOOd具備高頻成分提取部11、非線性處理部102d和加法部15。高頻成分提取部11和加法部15與上述相同,因此在此省略其詳細(xì)的說(shuō)明。非線性處理部102d具備平方運(yùn)算部61、第I微分部71、第2微分部81和乘法部91。平方運(yùn)算部61通過(guò)對(duì)高頻信號(hào)Sll進(jìn)行平方來(lái)生成平方信號(hào)S61。S卩,設(shè)構(gòu)成高頻信號(hào)Sll的數(shù)據(jù)列為X1,X2,X3,…,則對(duì)高頻信號(hào)Sll平方后的平方信號(hào)S61為包括數(shù)據(jù)列X12,X22,X32, 的數(shù)字信號(hào)。然后,第I微分部71對(duì)由平方運(yùn)算部61生成的平方信號(hào)S61進(jìn)行微分,由此生成第I微分信號(hào)S71。此外,第I微分部71的構(gòu)成例如是與微分部31同樣的構(gòu)成。然后,第2微分部81對(duì)輸入信號(hào)Sin進(jìn)行微分,由此生成第2微分信號(hào)S81。此夕卜,第2微分部81的構(gòu)成例如是與微分部31同樣的構(gòu)成。然后,乘法部91將第I微分信號(hào)S71和第2微分信號(hào)S81相乗,由此生成非線性處理信號(hào)S12。S卩,設(shè)構(gòu)成第I微分信號(hào)S71的數(shù)據(jù)列為Ul, U2, U3,…,構(gòu)成第2微分信號(hào)S81的數(shù)據(jù)列為VI,V2,V3,…,則非線性處理信號(hào)S12為包括數(shù)據(jù)列Ul VI,U2 V2,U3 V3,…的數(shù)字信號(hào)。此外,在上述記載中,構(gòu)成為為了實(shí)施非線性運(yùn)算而設(shè)有平方運(yùn)算部61,但是也可以代替平方運(yùn)算部61而是用對(duì)高頻信號(hào)Sll進(jìn)行4次方的4次方運(yùn)算部。更一般地說(shuō),也可以使用生成與以2以上的偶數(shù)為冪指數(shù)的高頻信號(hào)Sll的乘方相當(dāng)?shù)男盘?hào)的乘方運(yùn)算部。(銳化處理部的其它構(gòu)成例2)在上述銳化處理部IOOd的構(gòu)成中,構(gòu)成為具備平方運(yùn)算部61,但是也可以構(gòu)成為代替平方運(yùn)算部61而具備計(jì)算所輸入的信號(hào)的絕對(duì)值的絕對(duì)值處理部62。因此,參照?qǐng)D13說(shuō)明具備絕對(duì)值處理部62的銳化處理部IOOe的構(gòu)成例。圖13是示出銳化處理部IOOe的構(gòu)成的框圖。如該圖所示,銳化處理部IOOe具備高頻成分提取部11、非線性處理部102e和加法部15。高頻成分提取部11和加法部15與上述記載相同,因此在此省略其詳細(xì)的說(shuō)明。非線性處理部102e具備絕對(duì)值處理部62、第I微分部71、第2微分部81和乘法部91。第I微分部71、第2微分部81和乘法部91與上述記載相同,因此在此省略其詳細(xì)的說(shuō)明。絕對(duì)值處理部62生成作為與高頻信號(hào)Sll的絕對(duì)值相當(dāng)?shù)男盘?hào)的絕對(duì)值信號(hào)S62。即,設(shè)構(gòu)成高頻信號(hào)Sll的數(shù)據(jù)列為X1,X2,X3,…,則絕對(duì)值信號(hào)S62為包括數(shù)據(jù)列
XII,IX2 I,IX3 I, 的數(shù)字信號(hào)。然后,第I微分部71對(duì)由絕對(duì)值處理部62生成的絕對(duì)值信號(hào)S62進(jìn)行微分,由此生成第I微分信號(hào)S72。然后,乘法部91將第I微分信號(hào)S72和第2微分信號(hào)S81相乗,由此生成非線性處理信號(hào)S12。(運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部的構(gòu)成例)下面參照 圖14說(shuō)明運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200的構(gòu)成例。此外,圖14示出的構(gòu)成不過(guò)是示出優(yōu)選的ー個(gè)例子,運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200的構(gòu)成不限于此。在該圖示出的構(gòu)成例中,運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200至少具備幀存儲(chǔ)部210、差分算出部(差分算出単元)220、第I邊緣檢測(cè)部(第I高頻成分算出単元)230、第2邊緣檢測(cè)部(第2高頻成分算出単元)240、邊緣算出部(第3高頻成分算出単元)250和除法部(除法單元)260。而且,如該圖所示,也可以具備限幅器270。幀存儲(chǔ)部210按每I幀保持輸入的信號(hào)。然后,幀存儲(chǔ)部210將按每I幀保持的信號(hào)輸出到差分算出部220。由此,從幀存儲(chǔ)部210輸出的信號(hào)表示緊前的幀。將從幀存儲(chǔ)部210輸出的信號(hào)記為存儲(chǔ)器信號(hào)S210。然后,差分算出部220算出由存儲(chǔ)器信號(hào)S210表示的緊前的幀與由輸入運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200的信號(hào)表示的幀(當(dāng)前的幀)的幀差。將從差分算出部220輸出的信號(hào)記為差信號(hào)S220。然后,第I邊緣檢測(cè)部230按每個(gè)塊區(qū)域檢測(cè)由存儲(chǔ)器信號(hào)S210表示的緊前的幀中包含的高頻成分(邊緣成分)。然后,將該檢測(cè)出的高頻成分作為第I邊緣信號(hào)S230(第I高頻成分)輸出。然后,第2邊緣檢測(cè)部240按每個(gè)塊區(qū)域檢測(cè)當(dāng)前的幀中包含的高頻成分(邊緣成分)。然后,將該檢測(cè)出的高頻成分作為第2邊緣信號(hào)S240(第2高頻成分)輸出。此外,第I邊緣檢測(cè)部230和第2邊緣檢測(cè)部240能由使高頻成分通過(guò)的高通濾波器等實(shí)現(xiàn)。然后,邊緣算出部250按每個(gè)塊區(qū)域?qū)⒌贗邊緣信號(hào)S230和第2邊緣信號(hào)S240作為輸入來(lái)實(shí)施規(guī)定的運(yùn)算,算出邊緣信號(hào)S250(第3高頻成分)。規(guī)定的運(yùn)算例如能舉出下述示出的(A) (D)等。此外,最優(yōu)選的運(yùn)算為下述(A)。(A)在塊區(qū)域內(nèi)的各位置中,將第I邊緣信號(hào)S230的信號(hào)值和第2邊緣信號(hào)S240的信號(hào)值中的絕對(duì)值較大的信號(hào),維持符號(hào)的正負(fù),設(shè)為邊緣信號(hào)S250的信號(hào)值。(B)在塊區(qū)域內(nèi)的各位置中,將第I邊緣信號(hào)S230的信號(hào)值與第2邊緣信號(hào)S240的信號(hào)值的和設(shè)為邊緣信號(hào)S250的信號(hào)值。(C)在塊區(qū)域內(nèi)的各位置中,將第I邊緣信號(hào)S230的信號(hào)值與第2邊緣信號(hào)S240的信號(hào)值的平均值設(shè)為邊緣信號(hào)S250的信號(hào)值。(D)在塊區(qū)域內(nèi)的各位置中,將第I邊緣信號(hào)S230的信號(hào)值與第2邊緣信號(hào)S240的信號(hào)值的加權(quán)平均值作為邊緣信號(hào)S250的信號(hào)值。也就是說(shuō),S250的信號(hào)值={(S230的信號(hào)值X Y+S240的信號(hào)值X OバY+O}。此外,Y和e是分別表示權(quán)重的任意正數(shù)。此外,在上述(A) (D)的各運(yùn)算中,可以說(shuō)將第I邊緣信號(hào)S230的信號(hào)值乘以第I系數(shù)(以下記為系數(shù)Pl)的值與第2邊緣信號(hào)S240的信號(hào)值乘以第2系數(shù)(以下記為系數(shù)P2)的值相加,由此算出邊緣信號(hào)S250的信號(hào)值。具體地說(shuō),在上述運(yùn)算(A)中,在第I邊緣信號(hào)S230的信號(hào)值的絕對(duì)值為第2邊緣信號(hào)S240的信號(hào)值的絕對(duì)值以上時(shí),設(shè)為Pl = I和P2 = 0,另ー方面,在第I邊緣信號(hào)S230的信號(hào)值的絕對(duì)值小于第2邊緣信號(hào)S240的信號(hào)值的絕對(duì)值吋,設(shè)為Pl = 0和P2 =I,通過(guò)將第I邊緣信號(hào)S230XP1與第2邊緣信號(hào)S240XP2相加來(lái)算出邊緣信號(hào)S250。另外,在上述運(yùn)算(B)中,設(shè)為Pl = I和P2 = 1,通過(guò)將第I邊緣信號(hào)S230XP1與第2邊緣信號(hào)S240XP2相加來(lái)算出邊緣信號(hào)S250。 另外,在上述運(yùn)算(C)中,設(shè)為Pl = 0.5和P2 = 0.5,通過(guò)將第I邊緣信號(hào)S230XP1與第2邊緣信號(hào)S240XP2相加來(lái)算出邊緣信號(hào)S250。另外,在上述運(yùn)算(D)中,設(shè)Pl= {y/(Y+e)},P2= {>バロ O },通過(guò)將第I邊緣信號(hào)S230XP1與第2邊緣信號(hào)S240XP2相加來(lái)算出邊緣信號(hào)S250。此外,邊緣算出部250能按上述(A) ⑶的各運(yùn)算的種類來(lái)設(shè)定Pl和P2的值。此外,邊緣信號(hào)S250用于由除法部260進(jìn)行的除法,因此為了防止除以零,總是對(duì)運(yùn)算后的邊緣信號(hào)S250加上規(guī)定值(“10”等)。然后,除法部260按每個(gè)塊區(qū)域?qū)Σ钚盘?hào)S220除以邊緣信號(hào)S250。換言之,用邊緣信號(hào)S250對(duì)差信號(hào)S220進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。由此,輸出表示每個(gè)塊區(qū)域的運(yùn)動(dòng)量的運(yùn)動(dòng)信號(hào)S260。通過(guò)用幀差除以邊緣成分來(lái)算出運(yùn)動(dòng)量的理由后述。此外,運(yùn)動(dòng)信號(hào)S260的信號(hào)值的值越大,表示運(yùn)動(dòng)量越大。然后,限幅器270對(duì)運(yùn)動(dòng)信號(hào)S260中的絕對(duì)值小于閾值TH的部分,將值變更為“0” (不運(yùn)動(dòng))。也就是說(shuō),利用限幅器270,將運(yùn)動(dòng)量的絕對(duì)值小于閾值TH的塊區(qū)域視為不運(yùn)動(dòng)(未檢測(cè)出運(yùn)動(dòng))。換言之,僅將運(yùn)動(dòng)量的絕對(duì)值為閾值TH以上的塊區(qū)域視為有運(yùn)動(dòng)(檢測(cè)出運(yùn)動(dòng))。此外,閾值TH能適當(dāng)設(shè)定。特別優(yōu)選根據(jù)邊緣算出部250實(shí)施的運(yùn)算的種類來(lái)進(jìn)行設(shè)定。(能通過(guò)將幀差除以邊緣成分來(lái)算出運(yùn)動(dòng)量的理由)如上述那樣,圖14所示的構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200將差信號(hào)S220除以邊緣信號(hào)S250。說(shuō)明通過(guò)該除法生成的運(yùn)動(dòng)信號(hào)S260表示運(yùn)動(dòng)量的理由。首先,假設(shè)存在于構(gòu)成動(dòng)態(tài)圖像的第M幀的畫面上的位置X的規(guī)定物體在第M+1幀中在畫面上的主掃描方向上移動(dòng)了距離a。此外,設(shè)M為任意的整數(shù),位置X表示畫面上的任意的坐標(biāo)位置。在此,將第M幀的畫面上的位置X的像素值記為函數(shù)PM(X),則下述數(shù)學(xué)式(25)的關(guān)系成立。[數(shù)25]Pm (X) = PM+1 (x+a)......(25)在此,通過(guò)泰勒展開將上述數(shù)學(xué)式(25)的右邊展開為下述數(shù)學(xué)式(26)。[數(shù)26]
PM+1(x + a)=尸M(x) + ^|PM+1'(x) + ~^Pw+1"(x) +…......(26)w ^m+\ (x) + a Pm+i' (x)然后,從上述數(shù)學(xué)式(26)的兩邊減去PM+l(x),導(dǎo)出下述數(shù)學(xué)式(27)。[數(shù)27]PM+1 (x+a) -PM+1x = a PM+1' (x)......(27)然后,對(duì)上述數(shù)學(xué)式(27)的左邊帶入上述數(shù)學(xué)式(25),導(dǎo)出下述數(shù)學(xué)式(28)。
[數(shù)28]Pm (X) _PM+1x = a PM+1' (x)......(28)然后,將上述數(shù)學(xué)式(28)的兩邊除以PM+1' (X),導(dǎo)出下述數(shù)學(xué)式(29)。[數(shù)29]
rM _』M+Ix _ ^......
ルン(X) ~在此,PM+1' (X)表示第M+1幀中的位置X的邊緣,因此上述數(shù)學(xué)式(29)的左邊是用“位置X中的像素值的第M幀與第M+1幀間的差分”除以“第M+1幀中的位置X的邊緣”。另ー方面,上述數(shù)學(xué)式(29)的右邊是作為運(yùn)動(dòng)量的距離a。因此,能通過(guò)將幀差除以邊緣成分來(lái)算出運(yùn)動(dòng)量。此外,通過(guò)除以邊緣成分來(lái)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,因此能與幀差的大小無(wú)關(guān)地求出運(yùn)動(dòng)量。(將2個(gè)邊緣成分用于運(yùn)算的理由)然而,如上所述,在圖14示出的構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200中,由第I邊緣檢測(cè)部230檢測(cè)第M+1幀的邊緣成分,并且由第2邊緣檢測(cè)部240檢測(cè)第M幀的邊緣成分。并且,由邊緣算出部250用第I邊緣信號(hào)S230的信號(hào)值和第2邊緣信號(hào)S240的信號(hào)值來(lái)算出邊緣信號(hào)S250。然后,由除法部260將差信號(hào)S220除以邊緣信號(hào)S250。這樣,參照?qǐng)D15說(shuō)明用從第M幀的邊緣成分和第M+1幀的邊緣成分算出的邊緣信號(hào)S250來(lái)除幀差的理由。圖15(a)是示出第M幀的信號(hào)的波形的示意圖。圖15(b)是示出第M+1幀的信號(hào)的波形的示意圖。此外,從圖15(a)示出的第M幀到圖15(b)示出的第M+1幀之間,規(guī)定物體的形狀不變,以等速在畫面內(nèi)移動(dòng)。圖15(c)是示出圖15(a)示出的信號(hào)與圖15(b)示出的信號(hào)的差分(幀差)的示意圖。在此,假如將圖15(c)示出的幀差僅除以第M+1幀的邊緣成分,則得到例如圖15(d)示出的波形。在這種情況下,表示圖15(c)示出的幀差的信號(hào)中的從第M+1幀的信號(hào)得到的部分(該圖的B至C的區(qū)間的信號(hào))通過(guò)除法信號(hào)值變小,但是從第M幀的信號(hào)得到的部分(該圖的A至B的區(qū)間的信號(hào))沒有第M+1幀的邊緣成分,因此即使相除信號(hào)值也不會(huì)變小。因此,如圖15(d)所示,除法的結(jié)果是信號(hào)值大的部分與小的部分混雜。也就是說(shuō),相同的規(guī)定物體會(huì)與移動(dòng)無(wú)關(guān)地在幀差中產(chǎn)生信號(hào)值大的部分與小的部分之差。然而,第M幀中的規(guī)定物體的運(yùn)動(dòng)量與第M+1幀中的規(guī)定物體的運(yùn)動(dòng)量相同,因此只要運(yùn)動(dòng)信號(hào)S260中的從第M幀的信號(hào)得到的部分與從第M+1幀的信號(hào)得到的部分為大致相同的形狀,就不能適當(dāng)?shù)貦z測(cè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域。因此,不是將圖15(c)示出的幀差僅除以第M+1幀的邊緣成分,而是用從第M幀的邊緣成分和第M+1幀的邊緣成分算出的邊緣信號(hào)S250來(lái)除。此外,邊緣信號(hào)S250的算出方法如上所述,特別優(yōu)選將第I邊緣信號(hào)S230的信號(hào)值和第2邊緣信號(hào)S240的信號(hào)值中的絕對(duì)值較大的信號(hào),維持符號(hào)的正負(fù),設(shè)為邊緣信號(hào)S250的信號(hào)值。用這樣算出的邊緣信號(hào)S250來(lái)除圖15(c)示出的幀差,則得到例如圖15(e)示出的波形。由此,能使運(yùn)動(dòng)信號(hào)S260中的從第M幀的信號(hào)得到的部分與從第M+1幀的信號(hào)得到的部分大致相同。在這種情況下,運(yùn)動(dòng)信號(hào)S260能與規(guī)定物體的亮度電平無(wú)關(guān)地設(shè)為相同或者類似的電平。此外,在單求幀差的方法中,無(wú)法適當(dāng)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域。作為ー個(gè)例子,說(shuō)明圖像的亮度數(shù)據(jù)為8比特?cái)?shù)字信號(hào)的情況。在這種情況下,設(shè)亮度值為0 255中的任ー值。在此,在亮度值為“10”的物體進(jìn)行每幀5像素移動(dòng)的情況與亮度值為“100”的物體進(jìn)行每幀 5像素移動(dòng)的情況下,幀差不同,但是運(yùn)動(dòng)量為相同的每幀5像素。然而,在單設(shè)幀差為運(yùn)動(dòng)量的方法中,亮度值高的物體移動(dòng)的情況會(huì)成為大的運(yùn)動(dòng)信號(hào)。也就是說(shuō),亮度值為“100”的物體的運(yùn)動(dòng)量會(huì)示出亮度值為“ 10”的規(guī)定物體的10倍的運(yùn)動(dòng)量。(實(shí)用例對(duì)主掃描方向、副掃描方向、時(shí)間方向的銳化處理)在對(duì)動(dòng)態(tài)圖像實(shí)施銳化處理時(shí),通常,對(duì)主掃描方向(橫方向,水平方向)和副掃描方向(縱方向,垂直方向)實(shí)施銳化處理。而且,對(duì)時(shí)間方向也實(shí)施銳化處理,由此能更高度地進(jìn)行銳化。此外,能通過(guò)在時(shí)間方向上進(jìn)行銳化來(lái)抑制產(chǎn)生殘影。在此,銳化處理部100具備的高頻成分提取部11所具有的各個(gè)單位延遲元件Illh, (I)可以輸出用所輸入的信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的在主掃描方向上分別延遲了單位時(shí)間的信號(hào),(2)也可以輸出用所輸入的信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的在副掃描方向上分別延遲了単位時(shí)間的信號(hào),(3)也可以輸出用所輸入的信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的在時(shí)間方向上分別延遲了單位時(shí)間(按每幀)的信號(hào)。并且,在各個(gè)單位延遲元件Illh為上述(I)的構(gòu)成的情況下,銳化處理部100能對(duì)動(dòng)態(tài)圖像的主掃描方向?qū)嵤╀J化處理。對(duì)主掃描方向的銳化處理以下記為主掃描方向處理。另外,在各個(gè)單位延遲元件Illh為上述(2)的構(gòu)成的情況下,銳化處理部100能對(duì)動(dòng)態(tài)圖像的副掃描方向?qū)嵤╀J化處理。對(duì)副掃描方向的銳化處理以下記為副掃描方向處理。另外,在各個(gè)單位延遲元件Illh為上述(3)的構(gòu)成的情況下,銳化處理部100能對(duì)動(dòng)態(tài)圖像的時(shí)間方向?qū)嵤╀J化處理。對(duì)時(shí)間方向的銳化處理以下記為時(shí)間方向處理。因此,在對(duì)用輸入信號(hào)SA表示的動(dòng)態(tài)圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域?qū)嵤╀J化處理情況下,圖16示出的構(gòu)成最佳。圖16是示出對(duì)動(dòng)態(tài)圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域分別實(shí)施主掃描方向處理、副掃描方向處理和時(shí)間方向處理的信號(hào)處理裝置500b的框圖。如該圖所示,信號(hào)處理裝置500b具備進(jìn)行主掃描方向處理的銳化處理部100、進(jìn)行副掃描方向處理的銳化處理部100和進(jìn)行時(shí)間方向處理的銳化處理部100。并且,從進(jìn)行主掃描方向處理的銳化處理部100輸出的信號(hào)(第I銳化信號(hào))輸入進(jìn)行副掃描方向處理的銳化處理部100。從進(jìn)行副掃描方向處理的銳化處理部100輸出的信號(hào)(第2銳化信號(hào))輸入進(jìn)行時(shí)間方向處理的銳化處理部100。進(jìn)行時(shí)間方向處理的銳化處理部100將信號(hào)輸出到連接點(diǎn)Ini。由此,在由運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)時(shí),連接點(diǎn)Out與連接點(diǎn)Inl連接,從進(jìn)行時(shí)間方向處理的銳化處理部100輸出的信號(hào)(運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào))作為輸出信號(hào)SO從信號(hào)輸出部300輸出。另ー方面,在由運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200未檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)時(shí),連接點(diǎn)Out與連接點(diǎn)In2連接,從延遲處理部400輸出的信號(hào)(非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào))作為輸出信號(hào)SO從信號(hào)輸出部300輸出。此外,在信號(hào)處理裝置500b中,運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200所具備的第I邊緣檢測(cè)部230和第2邊緣檢測(cè)部240進(jìn)行下述動(dòng)作。S卩,第I邊緣檢測(cè)部230按每個(gè)塊區(qū)域檢測(cè)用存儲(chǔ)器信號(hào)S210表示的緊前的幀中包含的主掃描方向的高頻成分和副掃描方向的高頻成分中的某個(gè)大的高頻成分,將該檢測(cè)出的高頻成分作為第I邊緣信號(hào)S230輸出。此外,也可以將主掃描方向的高頻成分加上副掃描方向的高頻成分的信號(hào)作為第I邊緣信號(hào)S230輸出。同樣,第2邊緣檢測(cè)部240按每個(gè)塊區(qū)域檢測(cè)最新的幀中包含的主掃描方向的高頻成分和副掃描方向的高頻成分中的某個(gè)大的高頻成分,將該檢測(cè)出的高頻成分作為第2邊緣信號(hào)S240輸出。此外,也可以將主掃描方向的高頻成分加上副掃描方向的高頻成分的信號(hào)作為第2邊緣信號(hào)S240輸出。根據(jù)信號(hào)處理裝置500b的構(gòu)成,能對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域分別實(shí)施主掃描方向處理、副掃描方向處理和時(shí)間方向處理,因此能使運(yùn)動(dòng)區(qū)域高度地銳化。此外,在圖16中,構(gòu)成為分別具備進(jìn)行主掃描方向處理的銳化處理部100、進(jìn)行副掃描方向處理的銳化處理部100和進(jìn)行時(shí)間方向處理的銳化處理部100,但是為了實(shí)現(xiàn)減少成本和提高處理速度,也可以省略一部分。例如,也可以構(gòu)成為從圖16示出的構(gòu)成省去進(jìn)行時(shí)間方向處理的銳化處理部100,而僅具備進(jìn)行主掃描方向處理的銳化處理部100和進(jìn)行副掃描方向處理的銳化處理部100。(變形例與運(yùn)動(dòng)量相應(yīng)的銳化)如圖14所示,在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200構(gòu)成為算出每個(gè)塊區(qū)域的運(yùn)動(dòng)量的情況下,運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200能構(gòu)成為將算出的運(yùn)動(dòng)量通知銳化處理部100,或者構(gòu)成為根據(jù)運(yùn)動(dòng)量來(lái)變更塊區(qū)域的銳化程度。以下說(shuō)明2個(gè)該構(gòu)成例。首先,第I個(gè)構(gòu)成例構(gòu)成為銳化處理部100所具備的限幅器51將乘在符號(hào)變換信號(hào)S41上的倍率值a設(shè)定為與運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200算出的運(yùn)動(dòng)量相應(yīng)的值。也就是說(shuō),設(shè)定為運(yùn)動(dòng)量越大倍率值a的值越大。例如,在運(yùn)動(dòng)量的絕對(duì)值能取0 7中的任ー值的情況下,在運(yùn)動(dòng)量的絕對(duì)值為I 3時(shí)(運(yùn)動(dòng)量小時(shí)),例如將倍率值a設(shè)定為0. 2,在運(yùn)動(dòng)量的絕對(duì)值為4 7時(shí)(運(yùn)動(dòng)量大吋),例如將倍率值a設(shè)定為0.8。這樣設(shè)定倍率值a,由此在運(yùn)動(dòng)量大時(shí),符號(hào)變換信號(hào)S41的振幅變大,其結(jié)果是非線性處理信號(hào)S12的振幅變大。由此,與運(yùn)動(dòng)量小的塊區(qū)域相比,運(yùn)動(dòng)量大的塊區(qū)域被高度地銳化。下面說(shuō)明第2個(gè)構(gòu)成例。在第2個(gè)構(gòu)成例中,構(gòu)成為高頻成分提取部11具備系數(shù)Ck的組合不同的多個(gè)濾波器110 (也就是說(shuō),頻率特性不同的多個(gè)濾波器110),選擇與運(yùn)動(dòng)、檢測(cè)部200算出的運(yùn)動(dòng)量相應(yīng)的濾波器110來(lái)使用。系數(shù)Ck不同的多個(gè)濾波器110是指例如為使通過(guò)的頻率成分變多而分別設(shè)定系數(shù)Ck和為使通過(guò)的頻率成分變少而分別設(shè)定系數(shù)Ck。并且,例如在運(yùn)動(dòng)量的絕對(duì)值能取0 7中的任ー值的情況下,在運(yùn)動(dòng)量的絕對(duì)值為I 3時(shí)(運(yùn)動(dòng)量小時(shí)),選擇為使通過(guò)的頻率成分變少而設(shè)定了系數(shù)Ck的濾波器110,另ー方面,在運(yùn)動(dòng)量的絕對(duì)值為4 7時(shí)(運(yùn)動(dòng)量大時(shí)),選擇為使通過(guò)的頻率成分變多而設(shè)定了系數(shù)Ck的濾波器110。由此,在運(yùn)動(dòng)量大時(shí),高頻帶信號(hào)SH I變大,其結(jié)果是非線性處理信號(hào)S12的振幅變大。由此,與運(yùn)動(dòng)量小的塊區(qū)域相比,運(yùn)動(dòng)量大的塊區(qū)域被高度地銳化。
〔實(shí)施方式2〕用實(shí)施方式I說(shuō)明的信號(hào)處理裝置500構(gòu)成為對(duì)由輸入信號(hào)SA表示的動(dòng)態(tài)圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域?qū)嵤╀J化處理。然而,也可以進(jìn)ー步對(duì)動(dòng)態(tài)圖像的靜止區(qū)域也實(shí)施銳化處理。通過(guò)對(duì)靜止區(qū)域也實(shí)施銳化處理能進(jìn)ー步提高動(dòng)態(tài)圖像的分辨率感。此外,通常與運(yùn)動(dòng)區(qū)域相比,靜止區(qū)域模糊感較少,因此希望與對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的銳化相比,對(duì)靜止區(qū)域的銳化的銳化程度較弱。在本實(shí)施方式中,說(shuō)明除了對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域以外,對(duì)靜止區(qū)域也實(shí)施銳化處理的方式。此外,本說(shuō)明書中的“靜止區(qū)域”是指在幀間不運(yùn)動(dòng)的區(qū)域,但是可以僅將完全靜止的區(qū)域作為靜止區(qū)域,也可以包含具有微小運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)量為規(guī)定的閾值以下)的區(qū)域來(lái)作為靜止區(qū)域?;趫D17和圖18如下說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。將本實(shí)施方式的信號(hào)處理裝置500記為信號(hào)處理裝置500c。此外,為了便于說(shuō)明,對(duì)與由實(shí)施方式I示出的各部件具有相同的功能的部件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,除了特別記載的情況以外省略其說(shuō)明。此外,在說(shuō)明信號(hào)處理裝置500c的構(gòu)成時(shí),不特別提及實(shí)施銳化處理的方向(主掃描方向,副掃描方向,時(shí)間方向)。(信號(hào)處理裝置的構(gòu)成)參照?qǐng)D17說(shuō)明信號(hào)處理裝置500c的構(gòu)成。圖17是示出信號(hào)處理裝置500c的構(gòu)成的框圖。如該圖所示,信號(hào)處理裝置500c具備2個(gè)銳化處理部100、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200以及信號(hào)輸出部300。在此,在上述2個(gè)銳化處理部100中,將用于對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域?qū)嵤╀J化處理的銳化處理部100特別記為“銳化處理部100A”,另ー方面,將用于對(duì)靜止區(qū)域?qū)嵤╀J化處理的銳化處理部100特別記為“銳化處理部100B”。銳化處理部100A以輸入信號(hào)SA為輸入,對(duì)連接點(diǎn)Inl輸出信號(hào)。另外,銳化處理部100B以輸入信號(hào)SA為輸入,對(duì)連接點(diǎn)In2輸出信號(hào)。在此,銳化處理部100A和銳化處理部100B均為與上述銳化處理部100相同的構(gòu)成,但是設(shè)定了下述(I)和(2)中的至少ー個(gè),銳化的程度不同。(I)設(shè)定為銳化處理部100A所具備的限幅器51對(duì)符號(hào)變換信號(hào)S41相乘的倍率值a (以下記為a D大于銳化處理部100B所具備的限幅器51對(duì)符號(hào)變換信號(hào)S41相乘的倍率值a (以下記為a 2)。優(yōu)選a I為a 2的3倍程度。由此,與靜止區(qū)域相比,在運(yùn)動(dòng)區(qū)域中符號(hào)變換信號(hào)S41的振幅較大,其結(jié)果是非線性處理信號(hào)S12的振幅變大。由此,與靜止區(qū)域相比,運(yùn)動(dòng)區(qū)域被高度地銳化。(2)銳化處理部100A所具備的濾波器110分別設(shè)定系數(shù)Ck以使通過(guò)的頻率成分變多,銳化處理部100A所具備的濾波器110分別設(shè)定系數(shù)Ck以使通過(guò)的頻率成分變少。由此,與靜止區(qū)域相比,在運(yùn)動(dòng)區(qū)域中高頻帶信號(hào)SHl變大,其結(jié)果是非線性處理信號(hào)S12的振幅變大。由此,與靜止區(qū)域相比,運(yùn)動(dòng)區(qū)域被高度地銳化。根據(jù)以上的構(gòu)成,在信號(hào)處理裝置500c中,針對(duì)由運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的塊區(qū)域,將從銳化處理部100A輸出的輸出信號(hào)Sout作為輸出信號(hào)SO輸出。另ー方面,針對(duì)由運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部200未檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的塊區(qū)域,將從銳化處理部100B輸出的輸出信號(hào)Sout作為輸出信號(hào)SO輸出。(實(shí)用例對(duì)主掃描方向、副掃描方向、時(shí)間方向的銳化處理)在本實(shí)施方式的情況下,對(duì)各個(gè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域和靜止區(qū)域分別實(shí)施主掃描方向處理、 副掃描方向處理和時(shí)間方向處理的構(gòu)成最佳。圖18是示出對(duì)動(dòng)態(tài)圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域和靜止區(qū)域各自分別實(shí)施主掃描方向處理、副掃描方向處理和時(shí)間方向處理的信號(hào)處理裝置500d的框圖。如該圖所示,信號(hào)處理裝置500d具備進(jìn)行主掃描方向處理的銳化處理部100A、進(jìn)行副掃描方向處理的銳化處理部100A和進(jìn)行時(shí)間方向處理的銳化處理部100A,并且具備進(jìn)行主掃描方向處理的銳化處理部100B、進(jìn)行副掃描方向處理的銳化處理部100B和進(jìn)行時(shí)間方向處理的銳化處理部100B。根據(jù)信號(hào)處理裝置500c的構(gòu)成,能對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域和靜止區(qū)域各自分別實(shí)施主掃描方向處理、副掃描方向處理和時(shí)間方向處理,因此能使運(yùn)動(dòng)區(qū)域和靜止區(qū)域中的任意ー個(gè)高度地銳化。此外,在圖18中,構(gòu)成為分別具備進(jìn)行主掃描方向處理的銳化處理部100、進(jìn)行副掃描方向處理的銳化處理部100和進(jìn)行時(shí)間方向處理的銳化處理部100,但是為了實(shí)現(xiàn)減少成本和提高處理速度,也可以省略一部分。例如,也可以從圖18示出的構(gòu)成省去進(jìn)行時(shí)間方向處理的銳化處理部100,而僅具備進(jìn)行主掃描方向處理的銳化處理部100和進(jìn)行副掃描方向處理的銳化處理部100。(變形例與運(yùn)動(dòng)量相應(yīng)的銳化)在本實(shí)施方式的情況下,如在實(shí)施方式I中說(shuō)明的那樣,也能構(gòu)成為根據(jù)運(yùn)動(dòng)量對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域變更銳化程度。該構(gòu)成與在實(shí)施方式I中說(shuō)明的構(gòu)成同樣,因此在此省略其說(shuō)明。〔附注事項(xiàng)〕最后,信號(hào)處理裝置500的各塊可以由形成在集成電路(IC芯片)上的邏輯電路構(gòu)成為硬件,也可以如下那樣用CPU(central processing unit :中央處理器)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。在通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的情況下,信號(hào)處理裝置500(特別是銳化處理部100)具備執(zhí)行實(shí)現(xiàn)各功能的控制程序的命令的CPU ;保存上述程序的ROM (read only memory :只讀存儲(chǔ)器);展開上述程序的RAM (random access memory :隨機(jī)存取存儲(chǔ)器);保存上述程序和各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)裝置(記錄介質(zhì))等。并且,本發(fā)明的目的在于對(duì)上述信號(hào)處理裝置500提供計(jì)算機(jī)可讀地記錄有作為實(shí)現(xiàn)上述功能的軟件的信號(hào)處理裝置500的控制程序的程序代碼(執(zhí)行形式程序,中間代碼程序,源程序)的記錄介質(zhì),能通過(guò)該計(jì)算機(jī)(或者CPU、MPU)讀出并執(zhí)行記錄于記錄介質(zhì)的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。作為上述記錄介質(zhì),例如能使用磁帶、卡帶等帶類、軟盤(フロッピー(注冊(cè) 商標(biāo))盤)/硬盤等磁盤、CD-R0M/M0/MD/DVD/CD-R等光盤的盤類、IC卡(包括存儲(chǔ)卡)/光卡等卡類或者掩模型R0M/EPR0M/EEPR0M/閃存ROM等半導(dǎo)體存儲(chǔ)器類、PLD (Programmable logicdevice :可編程邏輯器件)等邏輯電路類等。另外,也可以構(gòu)成為使信號(hào)處理裝置500能與通信網(wǎng)絡(luò)連接,通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)提供上述程序代碼。該通信網(wǎng)絡(luò)沒有特別限定,例如能利用互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng)、外聯(lián)網(wǎng)、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)(virtual private network)、電話線路網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等。另外,構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)的傳送介質(zhì)沒有特別限定,例如IEEE 1394、USB、電カ線傳輸、有線TV線路、電話線、ADSL線路等有線、IrDA、遙控的紅外線、藍(lán)牙(Bluetooth (注冊(cè)商標(biāo)))、IEEE802. 11 無(wú)線電、HDR(High Data Rate :高數(shù)據(jù)速率)、NFC(Near Field Communication :近場(chǎng)通信)、DLNA(Digital Living Network Alliance :數(shù)字生活網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟)、便攜電話網(wǎng)、衛(wèi)星線路、地面波數(shù)字網(wǎng)等無(wú)線電都能利用。這樣,本說(shuō)明書中,所謂單元不一定指物理的單元,也包括利用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)各單元的功能的情況。而且,可以用2個(gè)以上的物理的單元來(lái)實(shí)現(xiàn)I個(gè)單元的功能,或也可以利用I個(gè)物理的單元來(lái)實(shí)現(xiàn)2個(gè)以上単元的功能。如上所述,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置對(duì)表示包括在時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)幀的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)實(shí)施使上述動(dòng)態(tài)圖像銳化的處理,輸出表示該銳化后的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào),上述信號(hào)處理裝置具備運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元,其按每個(gè)包括構(gòu)成上述幀的I個(gè)或者相鄰的多個(gè)像素的塊區(qū)域檢測(cè)上述幀間的運(yùn)動(dòng);第I高頻成分生成単元,其生成使表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)銳化后的高次諧波;以及信號(hào)輸出單元,其針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出使作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化后的上述高次諧波,針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元未檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào),并且,上述第I高頻成分生成単元具備第I低頻成分除去単元,其從上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成并輸出第I低頻除去信號(hào);第I非線性處理單元,其將上述第I低頻除去信號(hào)作為輸入,生成第I非線性處理信號(hào),輸出該第I非線性處理信號(hào),該第I非線性處理信號(hào)維持上述第I低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第I低頻除去信號(hào)的值為0附近時(shí),相對(duì)于上述第I低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及加法単元,其將上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)和上述第I非線性處理信號(hào)相加,由此生成上述高次諧波。另外,本發(fā)明的集成電路對(duì)表示包括在時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)幀的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)實(shí)施使上述動(dòng)態(tài)圖像銳化的處理,輸出表示該銳化后的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào),上述集成電路具備運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路,其按每個(gè)包括構(gòu)成上述幀的I個(gè)或者相鄰的多個(gè)像素的塊區(qū)域,檢測(cè)上述幀間的運(yùn)動(dòng);高頻成分生成電路,其生成使表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)銳化后的高次諧波;以及信號(hào)輸出電路,其針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出使作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化后的上述高次諧波,針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路未檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào),并且,上述高頻成分生成電路具有低頻成分除去電路,其從上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成低頻除去信號(hào);非線性處理電路,其將上述低頻除去信號(hào)作為輸入,生成非線性處理信號(hào),輸出該非線性處理信號(hào),該非線性處理信號(hào)維持上述低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述低頻除去信號(hào)的值為O附近時(shí),相對(duì)于上述低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及加法電路,其將上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)和上述非線性處理信號(hào)相加,由此生成上述高次諧波。由此,能輸出對(duì)表示動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)實(shí)施了非線性處理的信號(hào)。因此,能使表示運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)中包含的相當(dāng)于邊緣部分的信號(hào)的上升沿和下降沿陡峭。特別是與實(shí)施線性運(yùn)算的現(xiàn)有的銳化處理相比,能使與邊緣部分相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿更高度地陡峭。
其結(jié)果是,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置和集成電路能實(shí)現(xiàn)如下效果使運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像高度地銳化,大大減少動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)模糊,提高畫質(zhì)和分辨率感。另外,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置對(duì)表示包括在時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)幀的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)實(shí)施使上述動(dòng)態(tài)圖像銳化的處理,輸出表示該銳化后的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào),上述信號(hào)處理裝置具備運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元,其按每個(gè)包括構(gòu)成上述幀的I個(gè)或者相鄰的多個(gè)像素的塊區(qū)域檢測(cè)上述幀間的運(yùn)動(dòng);第I高頻成分生成単元,其生成使表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的包括在主掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào)銳化后的第I銳化信號(hào);第2高頻成分生成単元,其生成使表示由上述第I銳化信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的包括在副掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào)銳化后的第2銳化信號(hào);以及信號(hào)輸出單元,其針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出使作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化后的上述第2銳化信號(hào),針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元未檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào),并且,上述第I高頻成分生成単元具備第I低頻成分除去単元,其從主掃描方向信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成并輸出第I低頻除去信號(hào),其中上述主掃描方向信號(hào)是表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的包括在主掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào);第I非線性處理單元,其生成第I非線性處理信號(hào),該第I非線性處理信號(hào)維持上述第I低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第I低頻除去信號(hào)的值為0附近時(shí),相對(duì)于上述第I低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及第I加法単元,其將上述主掃描方向信號(hào)和上述第I非線性處理信號(hào)相加,由此生成上述第I銳化信號(hào),上述第2高頻成分生成単元具備 第2低頻成分除去単元,其從副掃描方向信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成第2低頻除去信號(hào),其中,上述副掃描方向信號(hào)是表示由上述第I銳化信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的包括在副掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào);第2非線性處理單元,其生成并輸出第2非線性處理信號(hào),該第2非線性處理信號(hào)維持上述第2低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第2低頻除去信號(hào)的值為0附近時(shí),相對(duì)于上述第2低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)増加;以及第2加法単元,其將上述副掃描方向信號(hào)和上述第2非線性處理信號(hào)相カロ,由此生成上述第2銳化信號(hào)。
由此,能輸出對(duì)動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的主掃描方向和副掃描方向?qū)嵤┝朔蔷€性處理的信號(hào)。因此,能使表示運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像的信號(hào)中包含的相當(dāng)于邊緣部分的信號(hào)的上升沿和下降沿陡峭。特別是與實(shí)施線性運(yùn)算的現(xiàn)有的銳化處理相比,能使與邊緣部分相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿更高度地陡峭。其結(jié)果是,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置能實(shí)現(xiàn)如下效果能使運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像高度地銳化,大大減少動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)模糊,提高畫質(zhì)和分辨率感。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為還具備第3高頻成分生成単元,上述第3高頻成分生成単元在從上述信號(hào)輸出單元輸出上述第2銳化信號(hào)之前使時(shí)間方向信號(hào)銳化,上述時(shí)間方向信號(hào)是表示由上述第2銳化信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的包括在時(shí)間方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào),上述第3高頻成分生成単元具備第3低頻成分除去單元,其從上述時(shí)間方向信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成并輸出第3低 頻除去信號(hào);第3非線性處理單元,其生成第3非線性處理信號(hào),該第3非線性處理信號(hào)維持上述第3低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第3低頻除去信號(hào)的值為0附近時(shí),相對(duì)于上述第3低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及第3加法単元,其將上述時(shí)間方向信號(hào)和上述第3非線性處理信號(hào)相加,由此使上述時(shí)間方向信號(hào)銳化。根據(jù)上述構(gòu)成,還能輸出對(duì)動(dòng)態(tài)圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的時(shí)間方向?qū)嵤┝朔蔷€性處理的信號(hào)。其結(jié)果是,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置能發(fā)揮使運(yùn)動(dòng)區(qū)域的圖像進(jìn)一歩高度地銳化的效果。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為還具備第4高頻成分生成単元,上述第4高頻成分生成単元在從上述信號(hào)輸出單元輸出上述非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)之前使上述非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化,上述第4高頻成分生成単元具備第4低頻成分除去単元,其從上述非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成并輸出第4低頻除去信號(hào);第4非線性處理單元,其將上述第4低頻除去信號(hào)作為輸入,生成第4非線性處理信號(hào),輸出該第4非線性處理信號(hào),該第4非線性處理信號(hào)維持上述第4低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第4低頻除去信號(hào)的值為0附近時(shí),相對(duì)于上述第4低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及第4加法単元,其將上述非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)和上述第4非線性處理信號(hào)相カロ,由此使上述非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化。根據(jù)上述構(gòu)成,還能輸出對(duì)動(dòng)態(tài)圖像中的表示未檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的塊區(qū)域(以下為靜止區(qū)域)的圖像的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)實(shí)施了非線性處理的信號(hào)。在此,在使上述非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化時(shí),將非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)和對(duì)第4低頻除去信號(hào)實(shí)施了平方等非線性處理的第4非線性處理信號(hào)相加。其中,生成的信號(hào)的符號(hào)的正負(fù)維持第4低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù)。其結(jié)果是含有在表示靜止區(qū)域的圖像的信號(hào)的頻率成分中不包含的高頻帶的頻率成分。也就是說(shuō),含有比在對(duì)表示靜止區(qū)域的圖像的信號(hào)進(jìn)行離散化的情況下的采樣頻率的1/2的頻率即奈奎斯特頻率高的頻率成分。因此,能使表示靜止區(qū)域的圖像的信號(hào)中包含的與邊緣部分相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿陡峭。特別是與實(shí)施線性運(yùn)算的現(xiàn)有的銳化處理相比,能使與邊緣部分相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿更高度地陡峭。其結(jié)果是發(fā)揮如下效果對(duì)靜止區(qū)域的圖像也能高度地銳化,能提高動(dòng)態(tài)圖像整體的畫質(zhì)和分辨率感。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述第I非線性處理單元、上述第2非線性處理單元、上述第3非線性處理單元和上述第4非線性處理單元中的至少任ー個(gè)具備偶數(shù)乘方運(yùn)算單元,其將2以上的偶數(shù)作為冪指數(shù)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行乘方,由此生成偶數(shù)乘方信號(hào);以及符號(hào)變換單元,其將上述偶數(shù)乘 方信號(hào)中的、符號(hào)的正負(fù)與上述輸入的信號(hào)不同的部分的符號(hào)顛倒,輸出由上述符號(hào)變換單元顛倒了符號(hào)的上述偶數(shù)乘方信號(hào)。根據(jù)上述構(gòu)成,進(jìn)ー步將2以上的偶數(shù)作為冪指數(shù)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行乘方,由此生成偶數(shù)乘方信號(hào),并且將上述偶數(shù)乘方信號(hào)中的、符號(hào)的正負(fù)與上述乘方前的頻率成分不同的部分的符號(hào)顛倒,輸出顛倒后的信號(hào)。由此,對(duì)輸入的信號(hào)以2以上的偶數(shù)為冪指數(shù)進(jìn)行乘方,并且輸出符號(hào)的正負(fù)維持上述乘方前的低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù)的信號(hào),因此提高將該輸出的信號(hào)和上述輸入的信號(hào)相加而得到的信號(hào)含有上述輸入的信號(hào)中不包含的高頻率成分。因此,發(fā)揮如下效果與實(shí)施線性運(yùn)算的現(xiàn)有方法相比,能使成為銳化的對(duì)象的信號(hào)中包含的與邊緣部分相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿更陡蛸。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述第I非線性處理單元、上述第2非線性處理單元、上述第3非線性處理單元和上述第4非線性處理單元中的至少任ー個(gè)具備偶數(shù)乘方運(yùn)算單元,其將2以上的偶數(shù)作為冪指數(shù)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行乘方,由此生成偶數(shù)乘方信號(hào);微分単元,其通過(guò)對(duì)上述偶數(shù)乘方信號(hào)進(jìn)行微分來(lái)生成微分信號(hào);以及符號(hào)變換單元,其將上述微分信號(hào)中的、符號(hào)的正負(fù)與上述輸入的信號(hào)不同的部分的符號(hào)顛倒,輸出由上述符號(hào)變換單元顛倒了符號(hào)的上述微分信號(hào)。根據(jù)上述構(gòu)成,進(jìn)ー步將2以上的偶數(shù)作為冪指數(shù)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行乘方,由此生成偶數(shù)乘方信號(hào),并且通過(guò)對(duì)偶數(shù)乘方信號(hào)進(jìn)行微分來(lái)生成微分信號(hào),將上述微分信號(hào)中的、符號(hào)的正負(fù)與上述乘方前的頻率成分不同的部分的符號(hào)顛倒,輸出顛倒后的信號(hào)。由此,對(duì)輸入的信號(hào)以2以上的偶數(shù)為冪指數(shù)進(jìn)行乘方,通過(guò)微分來(lái)除去乘方后的信號(hào)中會(huì)包含的直流成分,并且輸出符號(hào)的正負(fù)維持上述乘方前的輸入的信號(hào)的符號(hào)的正負(fù)的信號(hào),因此將該輸出的信號(hào)與上述輸入的信號(hào)相加而得到的信號(hào)含有上述輸入的信號(hào)中不包含的高頻率成分。因此,發(fā)揮如下效果與實(shí)施線性運(yùn)算的現(xiàn)有方法相比,能使成為銳化的對(duì)象的信號(hào)中包含的與邊緣部分相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿更陡蛸。此外,通過(guò)微分除去乘方后的信號(hào)中會(huì)包含的直流成分,因此與不除去乘方后的信號(hào)中會(huì)包含的直流成分的情況相比,能使信號(hào)的上升沿和下降沿更陡蛸。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述第I非線性處理單元、上述第2非線性處理單元、上述第3非線性處理單元和上述第4非線性處理單元中的至少任ー個(gè)具備奇數(shù)乘方運(yùn)算單元,其將3以上的奇數(shù)作為冪指數(shù)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行乘方,輸出由上述奇數(shù)乘方運(yùn)算單元進(jìn)行了乘方的信號(hào)。根據(jù)上述構(gòu)成,進(jìn)ー步將3以上的奇數(shù)作為冪指數(shù)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行乘方,輸出該乘方后的信號(hào)。
由此,輸出對(duì)輸入的信號(hào)以3以上的奇數(shù)為冪指數(shù)進(jìn)行乘方后的信號(hào),因此該輸出的信號(hào)與上述輸入的信號(hào)相加而得到的信號(hào)含有上述輸入的信號(hào)中不包含的高頻率成分。因此,發(fā)揮如下效果與實(shí)施線性運(yùn)算的現(xiàn)有方法相比,能使成為銳化的對(duì)象的信號(hào)中包含的與邊緣部分相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿更陡蛸。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述第I非線性處理單元、上述第2非線性處理單元、上述第3非線性處理單元和上述第4非線性處理單元中的至少任ー個(gè)具備平方根運(yùn)算單元,其將輸入的信號(hào)除以該輸入的信號(hào)所能取得的最大值得到的值的絕對(duì)值的平方根與上述最大值相乗,由此生成平方根信號(hào);以及符號(hào)變換單元,其將上述平方根信號(hào)中的、符號(hào)的正負(fù)與上述輸入的信號(hào)不同的部分的符號(hào)顛倒,輸出由上述符號(hào)變換單元顛倒了符號(hào)的上述平方根信號(hào)。
根據(jù)上述構(gòu)成,輸出上述將輸入的信號(hào)除以該輸入的信號(hào)所能取得的最大值得到的值(也就是說(shuō)將輸入的信號(hào)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的值)的絕對(duì)值的平方根與上述最大值相乘得到的平方根信號(hào),符號(hào)的正負(fù)維持上述輸入的信號(hào)符號(hào)的正負(fù)。由此,將上述輸出的信號(hào)與上述輸入的信號(hào)相加而得到的信號(hào)含有上述輸入的信號(hào)中不包含的高頻率成分。因此,發(fā)揮如下效果與實(shí)施線性運(yùn)算的現(xiàn)有方法相比,能使成為銳化的對(duì)象的信號(hào)中包含的與邊緣部分相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿更陡蛸。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述第I非線性處理單元、上述第2非線性處理單元、上述第3非線性處理單元和上述第4非線性處理單元中的至少任ー個(gè)輸出在輸入的信號(hào)的值為0附近時(shí)絕對(duì)值大于上述輸入的信號(hào)的絕對(duì)值的信號(hào)。根據(jù)上述構(gòu)成,輸出在輸入的信號(hào)的值為0附近時(shí)絕對(duì)值大于上述輸入的信號(hào)的絕對(duì)值的信號(hào)。由此,在輸入的信號(hào)的值為0附近的區(qū)間中,能使生成輸出信號(hào)時(shí)與作為銳化的對(duì)象的信號(hào)相加的信號(hào)的值成為比作為銳化的對(duì)象的信號(hào)大的值。因此,發(fā)揮如下效果在低頻除去信號(hào)的值為0附近的區(qū)間中,能使作為銳化的對(duì)象的信號(hào)中包含的與邊緣部分相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿更陡蛸。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述第I低頻成分除去単元、上述第2低頻成分除去単元、上述第3低頻成分除去単元和上述第4低頻成分除去単元中的至少任一個(gè)是抽頭數(shù)為3以上的高通型濾波器。根據(jù)上述構(gòu)成,是抽頭數(shù)為3以上的高通型濾波器,因此能從作為銳化的對(duì)象的信號(hào)至少適當(dāng)除去直流成分。由此,將對(duì)除去了作為銳化的對(duì)象的信號(hào)中包含的直流成分的信號(hào)實(shí)施了非線性處理的信號(hào)與作為銳化的對(duì)象的信號(hào)相加而得到的信號(hào)含有作為銳化的對(duì)象的信號(hào)中不包含的高頻率成分。因此,發(fā)揮如下效果與實(shí)施線性運(yùn)算的現(xiàn)有方法相比,能使作為銳化的對(duì)象的信號(hào)中包含的與邊緣部分相當(dāng)?shù)男盘?hào)的上升沿和下降沿更陡蛸。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述第I低頻成分除去単元、上述第2低頻成分除去単元、上述第3低頻成分除去単元和上述第4低頻成分除去単元中的至少任ー個(gè)還具備低電平信號(hào)除去単元,其將輸出的信號(hào)中的絕對(duì)值小于規(guī)定下限值的部分的信號(hào)值變更為O ;以及高電平信號(hào)除去単元,其對(duì)輸出的信號(hào)中的絕對(duì)值大于規(guī)定上限值的部分的信號(hào)值維持符號(hào)而僅將絕對(duì)值變更為該上限值以下。根據(jù)上述構(gòu)成,將輸出的信號(hào)中的絕對(duì)值小于規(guī)定下限值的部分的信號(hào)值變更為0,并且對(duì)輸出的信號(hào)中的絕對(duì)值大于規(guī)定上限值的部分的信號(hào)值維持符號(hào)而僅將絕對(duì)值變更為該上限值以下。由此,能除去輸出的信號(hào)中包含的噪聲,并且能防止輸出的信號(hào)中包含的能量大的高頻成分由非線性處理放大。因此,發(fā)揮如下效果在輸出的信號(hào)中除去噪聲,并且,能防止能量大的高頻成分被放大。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述第I非線性處理單元、上述第2 非線性處理單元和上述第3非線性處理單元中的至少任ー個(gè)還具備第I振幅調(diào)整單元,其將輸出的信號(hào)的振幅通過(guò)乘以第I規(guī)定倍率值來(lái)調(diào)整。根據(jù)上述構(gòu)成,對(duì)于運(yùn)動(dòng)區(qū)域,能將輸出的信號(hào)的振幅調(diào)整為適當(dāng)?shù)拇笮?。因此,發(fā)揮如下效果能防止輸出的信號(hào)的振幅過(guò)大。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述第I振幅調(diào)整單元根據(jù)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出的運(yùn)動(dòng)的大小來(lái)設(shè)定上述第I規(guī)定倍率值。根據(jù)上述構(gòu)成,能根據(jù)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出的運(yùn)動(dòng)的大小來(lái)設(shè)定上述第I規(guī)定倍率值。因此,發(fā)揮如下效果能根據(jù)檢測(cè)出的運(yùn)動(dòng)的大小來(lái)將輸出的信號(hào)的振幅調(diào)整為適當(dāng)?shù)拇笮?。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述第4非線性處理單元還具備第4振幅調(diào)整單元,其將上述第4非線性處理信號(hào)的振幅通過(guò)乘以第2規(guī)定倍率值來(lái)調(diào)整,上述第I規(guī)定倍率值大于上述第2規(guī)定倍率值。根據(jù)上述構(gòu)成,對(duì)于靜止區(qū)域,能將輸出的信號(hào)的振幅調(diào)整為適當(dāng)?shù)拇笮?,并且能使靜止區(qū)域中輸出的信號(hào)的振幅小于運(yùn)動(dòng)區(qū)域中輸出的信號(hào)的振幅。因此,與對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的銳化相比,能抑制對(duì)靜止區(qū)域的銳化。換言之,發(fā)揮如下效果與靜止區(qū)域相比,能使運(yùn)動(dòng)區(qū)域高度地銳化。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元具備差分算出單元,其算出表示相鄰的2個(gè)幀的差分的差信號(hào);第I高頻成分算出単元,其按每個(gè)上述塊區(qū)域算出包含于上述2個(gè)幀中的一方的第I高頻成分;第2高頻成分算出単元,其按每個(gè)上述塊區(qū)域算出包含于上述2個(gè)幀中的另一方的第2高頻成分;第3高頻成分算出単元,其按每個(gè)上述塊區(qū)域,將上述第I高頻成分乘以第I系數(shù)得到的值和上述第2高頻成分乘以第2系數(shù)得到的值相加,由此算出第3高頻成分;以及除法単元,其按每個(gè)上述塊區(qū)域,將由上述差分算出単元算出的上述差信號(hào)除以由上述第3高頻成分算出単元算出的上述第3高頻成分,由此算出運(yùn)動(dòng)信號(hào),在上述運(yùn)動(dòng)信號(hào)的值大于規(guī)定的閾值的上述塊區(qū)域中檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)。根據(jù)上述構(gòu)成,將相鄰的2個(gè)幀中的一方包含的高頻成分(邊緣成分)乘以第I系數(shù)得到的值和將該相鄰的2個(gè)幀中的另一方包含的高頻成分(邊緣成分)乘以第2系數(shù)得到的值相加,由此算出第3高頻成分。然后,將表示相鄰的2個(gè)幀的差分的差信號(hào)除以第3高頻成分,由此算出運(yùn)動(dòng)信號(hào)。然后,在運(yùn)動(dòng)信號(hào)的值大于規(guī)定的閾值的塊區(qū)域中檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)。由此,用考慮相鄰的2個(gè)幀分別包含的高頻成分而算出的第3高頻成分來(lái)除差信號(hào),因此例如在規(guī)定物體在畫面內(nèi)等速移動(dòng)的情況下,除法的結(jié)果是能抑制在信號(hào)值大的部分與小的部分之間產(chǎn)生差。因此,發(fā)揮如下效果與用相鄰的2個(gè)幀中的任一方中含有的高頻成分來(lái)除差信號(hào)來(lái)算出運(yùn)動(dòng)信號(hào)的技術(shù)相比,能更適當(dāng)?shù)貦z測(cè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述第3高頻成分算出単元在上述第I高頻成分的絕對(duì)值為上述第2高頻成分的絕對(duì)值以上時(shí),將上述第I系數(shù)設(shè)定為1,并且將上述第2系數(shù)設(shè)定為0,在上述第I高頻成分的絕對(duì) 值小于上述第2高頻成分的絕對(duì)值時(shí),將上述第I系數(shù)設(shè)定為0,并且將上述第2系數(shù)設(shè)定為I。根據(jù)上述構(gòu)成,能將相鄰的2個(gè)幀中的一方包含的高頻成分(邊緣成分)和該相鄰的2個(gè)幀中的另一方包含的高頻成分(邊緣成分)中的絕對(duì)值較大的成分,維持符號(hào)的正負(fù),作為第3高頻成分而算出。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述第3高頻成分算出單元將上述第I系數(shù)和上述第2系數(shù)設(shè)定為0以上I以下的任ー值,使得上述第I系數(shù)與上述第2系數(shù)之和為I。根據(jù)上述構(gòu)成,能將相鄰的2個(gè)幀中的一方包含的高頻成分(邊緣成分)的{ Y /(Y + OI倍和該相鄰的2個(gè)幀中的另一方包含的高頻成分(邊緣成分)的{>バ¥ + 0}倍相加的成分作為第3高頻成分而算出。此外,Y和e分別為表示權(quán)重的任意正數(shù)。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述第3高頻成分算出單元將上述第I系數(shù)和上述第2系數(shù)設(shè)定為0. 5。根據(jù)上述構(gòu)成,能將相鄰的2個(gè)幀中的一方包含的高頻成分(邊緣成分)和該相鄰的2個(gè)幀中的另一方包含的高頻成分(邊緣成分)的平均值作為第3高頻成分而算出。而且,本發(fā)明的信號(hào)處理裝置也可以構(gòu)成為,上述第3高頻成分算出單元將上述第I系數(shù)和上述第2系數(shù)設(shè)定為I。根據(jù)上述構(gòu)成,能將相鄰的2個(gè)幀中的一方包含的高頻成分(邊緣成分)和該相鄰的2個(gè)幀中的另一方包含的高頻成分(邊緣成分)之和作為第3高頻成分而算出。此外,上述信號(hào)處理裝置也可以利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn),在這種情況下,通過(guò)使計(jì)算機(jī)作為上述各單元而工作來(lái)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)上述信號(hào)處理裝置的上述信號(hào)處理裝置的控制程序和記錄有該控制程序的計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)也屬于本發(fā)明的范疇。而且,具備上述集成電路的芯片也屬于本發(fā)明的范疇。本發(fā)明不受上述各實(shí)施方式限定,能在權(quán)利要求示出的范圍中進(jìn)行各種變更,將不同的實(shí)施方式中分別公開的技術(shù)手段適當(dāng)組合而得到的實(shí)施方式也包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍。發(fā)明內(nèi)容中出現(xiàn)的具體實(shí)施方式
或者實(shí)施例無(wú)非是為了明確本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容,不應(yīng)狹義地解釋為僅限定于這樣的具體例,在本發(fā)明的精神和所記載的權(quán)利要求的范圍內(nèi)能進(jìn)行各種變更來(lái)實(shí)施。產(chǎn)業(yè)上的可利用件本發(fā)明能用于處理表示圖像的數(shù)字信號(hào)的裝置。特別適用于顯示動(dòng)態(tài)圖像的顯示裝置等。附圖標(biāo)記說(shuō)明11 :高頻成分提取部(第I低頻成分除去単元,第2低頻成分除去単元,第3低頻成分除去単元,第4低頻成分除去単元,低頻成分除去電路)15 :加法部(第I加法単元,第2加法単元,第3加法単元,第4加法単元,加法電路)21 :非線性運(yùn)算部(偶數(shù)乘方運(yùn)算單元,平方根運(yùn)算單元)22 :非線性運(yùn)算部(奇數(shù)乘方運(yùn)算單元)31:微分部(微分単元)41 :符號(hào)變換部(符號(hào)變換單元) 51 限幅器(第I振幅調(diào)整單元,第2振幅調(diào)整單元)100、100a IOOe :銳化處理部(第I高頻成分生成單元,第2高頻成分生成單元,第3高頻成分生成単元,第4高頻成分生成単元,高頻成分生成電路)102、102a 102e :非線性處理部(第I非線性處理單元,第2非線性處理單元,第3非線性處理單元,第4非線性處理單元,非線性處理電路)132 :圓滑處理部(低電平信號(hào)除去単元)133 :限幅器(高電平信號(hào)除去単元)200 :運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部(運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元,運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路)220 :差分算出部(差分算出單元)230 :第I邊緣檢測(cè)部(第I高頻成分算出単元)240 :第2邊緣檢測(cè)部(第2高頻成分算出單元)250 :邊緣算出部(第3高頻成分算出単元)260 :除法部(除法単元)300 :信號(hào)輸出部(信號(hào)輸出單兀,信號(hào)輸出電路)500,500a 500d :信號(hào)處理裝置(集成電路)Sll :高頻信號(hào)(第I低頻除去信號(hào),第2低頻除去信號(hào),第3低頻除去信號(hào),第4低頻除去信號(hào),低頻除去信號(hào))S12 :非線性處理信號(hào)(第I非線性處理信號(hào),第2非線性處理信號(hào),第3非線性處理信號(hào),第4非線性處理信號(hào))S21 :非線性信號(hào)(偶數(shù)乘方信號(hào),平方根信號(hào))S22:非線性信號(hào)S31 :微分信號(hào)S220 :差信號(hào)S230 :第I邊緣信號(hào)(第I高頻成分)S240 :第2邊緣信號(hào)(第2高頻成分)S250 :邊緣信號(hào)(第3高頻成分)S260 :運(yùn)動(dòng)信號(hào)Sout :輸出信號(hào)(高次諧波,第I銳化信號(hào),第2銳化信號(hào))Pl :第 I 系數(shù)
P2:第2系數(shù)
權(quán)利要求
1.ー種信號(hào)處理裝置,其特征在干, 對(duì)表示包括在時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)幀的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)實(shí)施使上述動(dòng)態(tài)圖像銳化的處理,輸出表示該銳化后的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào), 上述信號(hào)處理裝置具備 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元,其按每個(gè)包括構(gòu)成上述幀的I個(gè)或者相鄰的多個(gè)像素的塊區(qū)域檢測(cè)上述幀間的運(yùn)動(dòng); 第I高頻成分生成単元,其生成使表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)銳化后的高次諧波;以及 信號(hào)輸出單元,其針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出使作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化后的上述高次諧波,針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)単元未檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào), 并且,上述第I高頻成分生成単元具備 第I低頻成分除去単元,其從上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成并輸出第I低頻除去信號(hào); 第I非線性處理單元,其將上述第I低頻除去信號(hào)作為輸入,生成第I非線性處理信號(hào),輸出該第I非線性處理信號(hào),該第I非線性處理信號(hào)維持上述第I低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第I低頻除去信號(hào)的值為O附近時(shí),相對(duì)于上述第I低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及 加法単元,其將上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)和上述第I非線性處理信號(hào)相加,由此生成上述高次諧波。
2.ー種信號(hào)處理裝置,其特征在干, 對(duì)表示包括在時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)幀的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)實(shí)施使上述動(dòng)態(tài)圖像銳化的處理,輸出表示該銳化后的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào), 上述信號(hào)處理裝置具備 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元,其按每個(gè)包括構(gòu)成上述幀的I個(gè)或者相鄰的多個(gè)像素的塊區(qū)域檢測(cè)上述幀間的運(yùn)動(dòng); 第I高頻成分生成単元,其生成使表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的包括在主掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào)銳化后的第I銳化信號(hào); 第2高頻成分生成単元,其生成使表示由上述第I銳化信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的包括在副掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào)銳化后的第2銳化信號(hào);以及 信號(hào)輸出單元,其針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出使作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化后的上述第2銳化信號(hào),針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元未檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào), 并且,上述第I高頻成分生成単元具備 第I低頻成分除去単元,其從主掃描方向信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分, 由此生成并輸出第I低頻除去信號(hào),其中上述主掃描方向信號(hào)是表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的包括在主掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào); 第I非線性處理單元,其生成第I非線性處理信號(hào),該第I非線性處理信號(hào)維持上述第I低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第I低頻除去信號(hào)的值為O附近時(shí),相對(duì)于上述第I低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及 第I加法単元,其將上述主掃描方向信號(hào)和上述第I非線性處理信號(hào)相加,由此生成上述第I銳化信號(hào), 上述第2高頻成分生成単元具備 第2低頻成分除去単元,其從副掃描方向信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成第2低頻除去信號(hào),其中,上述副掃描方向信號(hào)是表示由上述第I銳化信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的包括在副掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào); 第2非線性處理單元,其生成并輸出第2非線性處理信號(hào),該第2非線性處理信號(hào)維持上述第2低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第2低頻除去信號(hào)的值為O附近時(shí),相對(duì)于上述第2低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及 第2加法単元,其將上述副掃描方向信號(hào)和上述第2非線性處理信號(hào)相加,由此生成上述第2銳化信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 還具備第3高頻成分生成単元,上述第3高頻成分生成単元在從上述信號(hào)輸出單元輸出上述第2銳化信號(hào)之前使時(shí)間方向信號(hào)銳化,上述時(shí)間方向信號(hào)是表示由上述第2銳化信號(hào)表示的動(dòng)態(tài)圖像的包括在時(shí)間方向上相鄰排列的像素的像素群的信號(hào), 上述第3高頻成分生成単元具備 第3低頻成分除去単元,其從上述時(shí)間方向信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成并輸出第3低頻除去信號(hào); 第3非線性處理單元,其生成第3非線性處理信號(hào),該第3非線性處理信號(hào)維持上述第3低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第3低頻除去信號(hào)的值為O附近時(shí),相對(duì)于上述第3低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及 第3加法単元,其將上述時(shí)間方向信號(hào)和上述第3非線性處理信號(hào)相加,由此使上述時(shí)間方向信號(hào)銳化。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 還具備第4高頻成分生成単元,上述第4高頻成分生成単元在從上述信號(hào)輸出單元輸出上述非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)之前使上述非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化, 上述第4高頻成分生成単元具備 第4低頻成分除去単元,其從上述非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成并輸出第4低頻除去信號(hào); 第4非線性處理單元,其將上述第4低頻除去信號(hào)作為輸入,生成第4非線性處理信號(hào),輸出該第4非線性處理信號(hào),該第4非線性處理信號(hào)維持上述第4低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述第4低頻除去信號(hào)的值為O附近時(shí),相對(duì)于上述第4低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及 第4加法単元,其將上述非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)和上述第4非線性處理信號(hào)相加,由此使上述非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中的任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 上述第I非線性處理單元、上述第2非線性處理單元、上述第3非線性處理單元和上述第4非線性處理單元中的至少任ー個(gè)具備 偶數(shù)乘方運(yùn)算單元,其將2以上的偶數(shù)作為冪指數(shù)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行乘方,由此生成偶數(shù)乘方信號(hào);以及 符號(hào)變換單元,其將上述偶數(shù)乘方信號(hào)中的、符號(hào)的正負(fù)與上述輸入的信號(hào)不同的部分的符號(hào)顛倒, 輸出由上述符號(hào)變換單元顛倒了符號(hào)的上述偶數(shù)乘方信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4中的任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 上述第I非線性處理單元、上述第2非線性處理單元、上述第3非線性處理單元和上述第4非線性處理單元中的至少任ー個(gè)具備 偶數(shù)乘方運(yùn)算單元,其將2以上的偶數(shù)作為冪指數(shù)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行乘方,由此生成偶數(shù)乘方信號(hào); 微分単元,其通過(guò)對(duì)上述偶數(shù)乘方信號(hào)進(jìn)行微分來(lái)生成微分信號(hào);以及符號(hào)變換單元,其將上述微分信號(hào)中的、符號(hào)的正負(fù)與上述輸入的信號(hào)不同的部分的符號(hào)顛倒, 輸出由上述符號(hào)變換單元顛倒了符號(hào)的上述微分信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至4中的任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 上述第I非線性處理單元、上述第2非線性處理單元、上述第3非線性處理單元和上述第4非線性處理單元中的至少任ー個(gè)具備 奇數(shù)乘方運(yùn)算單元,其將3以上的奇數(shù)作為冪指數(shù)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行乘方, 輸出由上述奇數(shù)乘方運(yùn)算單元進(jìn)行了乘方的信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至4中的任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 上述第I非線性處理單元、上述第2非線性處理單元、上述第3非線性處理單元和上述第4非線性處理單元中的至少任ー個(gè)具備 平方根運(yùn)算單元,其將輸入的信號(hào)除以該輸入的信號(hào)所能取得的最大值得到的值的絕對(duì)值的平方根與上述最大值相乗,由此生成平方根信號(hào);以及 符號(hào)變換單元,其將上述平方根信號(hào)中的、符號(hào)的正負(fù)與上述輸入的信號(hào)不同的部分的符號(hào)顛倒, 輸出由上述符號(hào)變換單元顛倒了符號(hào)的上述平方根信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中的任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 上述第I非線性處理單元、上述第2非線性處理單元、上述第3非線性處理單元和上述第4非線性處理單元中的至少任ー個(gè)輸出在輸入的信號(hào)的值為O附近時(shí)絕對(duì)值大于上述輸入的信號(hào)的絕對(duì)值的信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中的任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 上述第I低頻成分除去単元、上述第2低頻成分除去単元、上述第3低頻成分除去単元和上述第4低頻成分除去単元中的至少任ー個(gè)是抽頭數(shù)為3以上的高通型濾波器。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中的任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干,上述第I低頻成分除去単元、上述第2低頻成分除去単元、上述第3低頻成分除去単元和上述第4低頻成分除去単元中的至少任ー個(gè)還具備 低電平信號(hào)除去単元,其將輸出的信號(hào)中的絕對(duì)值小于規(guī)定下限值的部分的信號(hào)值變更為O ;以及 高電平信號(hào)除去単元,其對(duì)輸出的信號(hào)中的絕對(duì)值大于規(guī)定上限值的部分的信號(hào)值維持符號(hào)而僅將絕對(duì)值變更為該上限值以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至11中的任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 上述第I非線性處理單元、上述第2非線性處理單元和上述第3非線性處理單元中的至少任ー個(gè)還具備 第I振幅調(diào)整單元,其將輸出的信號(hào)的振幅通過(guò)乘以第I規(guī)定倍率值來(lái)調(diào)整。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 上述第I振幅調(diào)整單元根據(jù)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)出的運(yùn)動(dòng)的大小來(lái)設(shè)定上述第I規(guī)定倍率值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 上述第4非線性處理單元還具備第4振幅調(diào)整單元,其將上述第4非線性處理信號(hào)的振幅通過(guò)乘以第2規(guī)定倍率值來(lái)調(diào)整, 上述第I規(guī)定倍率值大于上述第2規(guī)定倍率值。
15.根據(jù)權(quán)利要求I至14中的任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元具備 差分算出単元,其算出表示相鄰的2個(gè)幀的差分的差信號(hào); 第I高頻成分算出単元,其按每個(gè)上述塊區(qū)域算出包含于上述2個(gè)幀中的一方的第I高頻成分; 第2高頻成分算出単元,其按每個(gè)上述塊區(qū)域算出包含于上述2個(gè)幀中的另一方的第2高頻成分; 第3高頻成分算出単元,其按每個(gè)上述塊區(qū)域,將上述第I高頻成分乘以第I系數(shù)得到的值和上述第2高頻成分乘以第2系數(shù)得到的值相加,由此算出第3高頻成分;以及 除法単元,其按每個(gè)上述塊區(qū)域,將由上述差分算出単元算出的上述差信號(hào)除以由上述第3高頻成分算出単元算出的上述第3高頻成分,由此算出運(yùn)動(dòng)信號(hào), 在上述運(yùn)動(dòng)信號(hào)的值大于規(guī)定的閾值的上述塊區(qū)域中檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 上述第3高頻成分算出単元, 在上述第I高頻成分的絕對(duì)值為上述第2高頻成分的絕對(duì)值以上時(shí),將上述第I系數(shù)設(shè)定為1,并且將上述第2系數(shù)設(shè)定為O, 在上述第I高頻成分的絕對(duì)值小于上述第2高頻成分的絕對(duì)值時(shí),將上述第I系數(shù)設(shè)定為O,并且將上述第2系數(shù)設(shè)定為I。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 上述第3高頻成分算出單元將上述第I系數(shù)和上述第2系數(shù)設(shè)定為O以上I以下的任ー值,使得上述第I系數(shù)與上述第2系數(shù)之和為I。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干,上述第3高頻成分算出單元將上述第I系數(shù)和上述第2系數(shù)設(shè)定為0. 5。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的信號(hào)處理裝置,其特征在干, 上述第3高頻成分算出單元將上述第I系數(shù)和上述第2系數(shù)設(shè)定為I。
20.一種控制程序,用于使權(quán)利要求I至19中的任一項(xiàng)所述的信號(hào)處理裝置所具備的計(jì)算機(jī)工作,使上述計(jì)算機(jī)發(fā)揮上述各単元的功能。
21.ー種集成電路,其特征在干, 對(duì)表示包括在時(shí)間上連續(xù)的多個(gè)幀的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)實(shí)施使上述動(dòng)態(tài)圖像銳化的處理,輸出表示該銳化后的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào), 具備 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路,其按每個(gè)包括構(gòu)成上述幀的I個(gè)或者相鄰的多個(gè)像素的塊區(qū)域,檢測(cè)上述幀間的運(yùn)動(dòng); 高頻成分生成電路,其生成使表示由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)銳化后的高次諧波;以及 信號(hào)輸出電路,其針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出使作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)銳化后的上述高次諧波, 針對(duì)由上述運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路未檢測(cè)出上述運(yùn)動(dòng)的上述塊區(qū)域,輸出作為表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)的非運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào), 并且上述高頻成分生成電路具有 低頻成分除去電路,從上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)中包含的頻率成分至少除去直流成分,由此生成低頻除去信號(hào); 非線性處理電路,其將上述低頻除去信號(hào)作為輸入,生成非線性處理信號(hào),輸出該非線性處理信號(hào),該非線性處理信號(hào)維持上述低頻除去信號(hào)的符號(hào)的正負(fù),并且,至少在上述低頻除去信號(hào)的值為0附近時(shí),相對(duì)于上述低頻除去信號(hào)非線性地廣義單調(diào)增加;以及 加法電路,其將上述運(yùn)動(dòng)區(qū)域信號(hào)和上述非線性處理信號(hào)相加,由此生成上述高次諧波。
全文摘要
信號(hào)處理裝置(500a)對(duì)表示包括多個(gè)幀的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)實(shí)施使動(dòng)態(tài)圖像銳化的處理,輸出表示該銳化后的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào),具備運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部(200),其按每個(gè)包括構(gòu)成幀的1個(gè)或者相鄰的多個(gè)像素的塊區(qū)域檢測(cè)幀間的運(yùn)動(dòng);銳化處理部(100),其生成通過(guò)利用非線性處理部(102)對(duì)表示檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的塊區(qū)域的圖像的信號(hào)進(jìn)行非線性處理從而銳化后的高次諧波;以及信號(hào)輸出部(300),其針對(duì)檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的塊區(qū)域,輸出使表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)銳化后的高次諧波,對(duì)于未檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的塊區(qū)域,輸出表示該塊區(qū)域的動(dòng)態(tài)圖像的信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/208GK102771111SQ20108006369
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月15日
發(fā)明者合志清一 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社
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