[发明专利]图像处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种同于增加输入图像信号的灰度级数(number ofgradation steps)的图像处理装置，所述输入图像信号是通过位扩展来将具有不同的位精度的多个图像信号进行组合而生成的。

背景技术

用于增加数字图像信号的灰度级数的图像处理装置是众所周知的。在此类图像处理装置中，一个目的是在向已在分辨率和屏幕尺寸方面日益进步的电视机输出数字图像信号时实现更平滑的灰度表示。图像处理装置的另一目的是在诸如伽玛校正处理等图像处理中保证足够的位精度，并对数字图像信号执行轮廓增强处理。为了实现此类目的，图像处理装置执行增加数字图像信号的灰度级数的操作，并且在日本未审查专利申请公开No.2005-86388、2007-221569、以及2007-213460中公开了此类图像处理装置。

在下文中，将扩展数字图像信号的位精度的图像处理装置称为位扩展装置。

位扩展装置将位精度(即，量化位的数目)为m位的输入图像信号的位宽扩展至n＝m+k位。然后，位扩展装置校正输入图像信号的像素值，以便将与扩展的低阶k位相对应的半色调包括在输入图像信号中。

例如，通过以下程序来生成包括半色调的输出图像信号。使对其进行位宽扩展的输入图像信号平滑以生成平滑信号。然后在平滑信号与输入图像信号之间执行减法处理以生成包括关于半色调的信息的差分信号。此外，对该差分信号执行非线性处理。其后，将差分信号与平滑信号或位宽经扩展的输入图像信号相加，由此产生包括半色调的输出图像信号。注意的是，要对差分信号执行的非线性处理包括取心处理(coring process)和用于限制位宽的限制处理。

图12是示出了日本未审专利申请公开No.2005-86388所公开的相关技术的位扩展装置的方框图。图12的位扩展装置9将具有8位精度的输入图像信号扩展至10位精度。然后，位扩展装置9生成具有10位精度的输出图像信号，其包括与扩展的2位相对应的半色调。在图12中，LPF(低通滤波器)91计算输入图像信号的像素值的移动平均数以便对输入图像信号进行平滑。LPF 91输出被扩展至10位的平滑信号。

减法器92在输入图像信号(精确地说，为通过位移操作而被扩展至10位的输入图像信号)与平滑信号之间执行减法处理。即，在由减法器92进行的减法处理中获得的差分信号是通过提取平滑信号的低阶位而生成的信号。所述差分信号包括通过平滑而生成的半色调值。注意的是，在图12的结构中，将通过稍后描述的加法器94而相加的信号是从LPF 91输出的平滑信号。因此，减法器92只需从其位被扩展的输入图像信号中减去平滑信号。在由减法器92执行的减法处理中获得的差分信号被提供到非线性特性处理段93。

非线性特性处理段93是数字滤波器，其执行非线性取心处理和用于将输出信号的上限限制于预定水平或以下的限制处理。通过非线性特性处理段93进行的非线性处理在包括半色调值的差分信号的低阶位上执行。

加法器94将对其执行非线性处理的差分信号与由LPF 91生成的平滑信号相加。来自加法器94的输出被提供给限制器95。限制器95对来自加法器94的输出的超范围位加以限制，并随后输出10位输出图像信号。

注意的是，执行增加输入信号的灰度级数的位扩展装置的特定结构并不限于图12的位扩展装置9的结构。位扩展装置9对通过在平滑信号与输入图像信号之间执行减法而获得的差分信号执行非线性处理。另一方面，日本未审专利申请公开No.2007-221569中公开的位扩展装置对平滑信号执行非线性处理，并随后将差分信号与平滑信号相加以便生成输出图像信号。此外，日本未审专利申请公开No.2007-213460中公开的位扩展装置对平滑信号执行非线性处理，并随后将输入图像信号与平滑信号以预定的混合比混合，以便生成输出图像信号。因此，与位扩展装置9相比，日本未审专利申请公开No.2007-213460中公开的位扩展装置不生成差分信号，并包括数据混合器而不是加法器94。