圖像處理裝置、圖像處理方法和計算機程序制造方法及圖紙

一種圖像處理裝置，包括：Δ∑調制部件，用于對圖像應用Δ∑調制；模擬轉換部件，用于將圖像的信號轉換為模擬信號，所述圖像的灰度通過所述Δ∑調制部件轉換；數字輸出部件，用于輸出灰度轉換后的圖像的數字信號；以及模擬輸出部件，用于輸出灰度轉換后的圖像的模擬信號。所述Δ∑調制部件包括：算術部件，用于濾波量化誤差；加法部件，用于將圖像的像素值和所述算術部件的輸出相加；量化部件，用于量化所述加法部件的輸出，并且輸出量化值；以及減法部件，用于計算所述加法部件的輸出和所述量化值之間的差。根據所述模擬轉換部件的頻率特性確定與模擬輸出對應的、用于濾波的濾波器系數。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及圖像處理裝置、圖像處理方法和計算機程序，并且更具體地，涉及這樣 的圖像處理裝置、圖像處理方法和計算機程序，其使得即使在經由DA轉換器轉換圖像信號 時，也可以執行用于在外觀上(in a卯earance)改進圖像質量的灰度(gradation)轉換。
技術介紹
例如，當利用顯示具有小于N位的M位像素值的圖像的顯示設備顯示具有N位像 素值的圖像(以下稱為N位圖像)時，需要將N位圖像轉換為M位圖像。換句話說，需要執 行用于轉換圖像的灰度的灰度轉換。 例如，作為將N位圖像灰度轉換為M位圖像的方法(灰度轉換方法)，存在截除N 位像素值的低階N-M位以將N位像素值轉換為M位像素值的方法。當N為8并且M為4時， 存在通過截除低階4位將灰度級中的8位圖像灰度轉換為4位圖像的方法。 然而，盡管可以通過8位表示256( = 28)級灰度，但是通過4位只能表示16 (= 24)級灰度。因此，在用于截除8位圖像的低階4位的灰度轉換中，出現灰度的改變看起來 像帶狀的條帶(banding)。 作為用于防止這種條帶出現并且在灰度轉換后的圖像中模擬表示灰度轉換前的 圖像的灰度的灰度轉換方法，存在稱為誤差擴散方法的方法。 誤差擴散方法是考慮人類視覺特性、執行用于將量化誤差調制為高頻帶的圖像 A E調制的方法，該量化誤差在將N位圖像灰度轉換為M位圖像時出現。在誤差擴散方法 中，使用了濾波量化誤差的二維濾波器。作為二維濾波器，已知Jarvis、Judice&Ninke濾波 器(以下稱為Jarvis濾波器)和Floyd&Steinberg濾波器(以下稱為Floyd濾波器)(例 如，見Hitoshi Takaie，Yokuwakaru Digital Image Processing,第六片反，CQ出片反有限公 司2000年1月，第196到213頁)。 通過誤差擴散方法的灰度轉換處理可以應用到記錄和再現裝置，其從如能夠記錄 12位圖像的藍光⑧盤的盤中再現圖像。具體地，例如，當記錄和再現裝置將從藍光⑧盤讀出 的12位圖像輸出到顯示8位圖像的顯示器時，記錄和再現裝置可以執行灰度轉換處理。 作為這樣的記錄和再現裝置，近年來，存在持續增加數量的記錄和再現裝置，其輸 出作為基于如HDMI (高清晰度多媒體接口 )和DVI (數字視覺接口 )的標準的數字信號 的圖像信號。 然而，仍然存在大量的接收側裝置，其只接收作為模擬信號的圖像信號。通常，記 錄和再現裝置還包括輸出作為模擬信號的圖像信號的模擬輸出端子，如分量端子和D端 子。
技術實現思路
為了從模擬輸出端子輸出圖像信號，需要使用DA轉換器(DA轉換)將從盤讀出的 數字圖像信號轉換為模擬信號。 作為頻率特性，DA轉換器具有劣化高頻分量的信號的特性。因此，在利用通過如上所述的誤差擴散方法的灰度轉換處理、通過將信號調制為高頻帶將包括大量位的圖像轉 換為包括少量位的圖像后的圖像信號經歷DA轉換時，通過灰度轉換處理生成的高頻分量 丟失。換句話說，降低了通過誤差擴散方法的灰度轉換處理的效果。 因此，期望使得即使在經由DA轉換器轉換圖像信號時，也可以執行用于在外觀上 改進圖像質量的灰度轉換。 根據本專利技術的實施例，提供了一種圖像處理裝置，包括A E調制部件，用于對圖 像應用A E調制從而轉換圖像的灰度；模擬轉換部件，用于將圖像的信號轉換為模擬信 號，所述圖像的灰度通過所述A E調制部件轉換；數字輸出部件，用于輸出灰度轉換后的 圖像的數字信號；以及模擬輸出部件，用于輸出灰度轉換后的圖像的模擬信號。所述A E 調制部件包括算術部件，用于濾波量化誤差；加法部件，用于將圖像的像素值和所述算術 部件的輸出相加；量化部件，用于量化所述加法部件的輸出，并且輸出包括量化誤差的量化 值作為A E調制的結果；以及減法部件，用于計算所述加法部件的輸出和所述加法部件的 輸出的量化值之間的差，從而計算量化誤差。根據所述模擬轉換部件的頻率特性確定與模 擬輸出對應的、用于通過所述算術部件的濾波的濾波器系數。 根據本專利技術的另一實施例，提供了一種用于圖像處理裝置的圖像處理方法，所述 圖像處理裝置包括A E調制部件，用于對圖像應用A E調制從而轉換圖像的灰度；模擬 轉換部件，用于將圖像的信號轉換為模擬信號，所述圖像的灰度通過所述A E調制部件轉 換；數字輸出部件，用于輸出灰度轉換后的圖像的數字信號；以及模擬輸出部件，用于輸出 灰度轉換后的圖像的模擬信號。所述△ E調制部件包括算術部件，用于濾波量化誤差；加 法部件，用于將圖像的像素值和所述算術部件的輸出相加；量化部件，用于量化所述加法部 件的輸出，并且輸出包括量化誤差的量化值作為△ E調制的結果；以及減法部件，用于計 算所述加法部件的輸出和所述加法部件的輸出的量化值之間的差，從而計算量化誤差。所 述圖像處理方法包括以下步驟加法部件將圖像的像素值和所述算術部件的輸出相加；量 化部件量化所述加法部件的輸出，并且輸出包括量化誤差的量化值作為A E調制的結果； 減法部件計算所述加法部件的輸出和所述加法部件的輸出的量化值之間的差，從而計算量 化誤差；以及算術部件濾波量化誤差，并將濾波的結果輸出給加法部件。根據所述模擬轉換 部件的頻率特性確定與模擬輸出對應的、用于通過所述算術部件的濾波的濾波器系數。 根據本專利技術的另一實施例，提供了一種計算機程序，用于使得計算機用作A E調制部件，用于對圖像應用A E調制從而轉換圖像的灰度；以及模擬轉換部件，用于將圖 像的信號轉換為模擬信號，所述圖像的灰度通過所述A E調制部件轉換。所述A E調制 部件包括算術部件，用于濾波量化誤差；加法部件，用于將圖像的像素值和所述算術部件 的輸出相加；量化部件，用于量化所述加法部件的輸出，并且輸出包括量化誤差的量化值作 為A E調制的結果；以及減法部件，用于計算所述加法部件的輸出和所述加法部件的輸出 的量化值之間的差，從而計算量化誤差。根據所述模擬轉換部件的頻率特性確定與模擬輸 出對應的、用于通過所述算術部件的濾波的濾波器系數。 根據本專利技術的各實施例，加法部件將圖像的像素值和所述算術部件的輸出相加， 量化部件量化所述加法部件的輸出，并且輸出包括量化誤差的量化值作為A E調制的結 果，減法部件計算所述加法部件的輸出和所述加法部件的輸出的量化值之間的差，從而計算量化誤差，并且算術部件濾波量化誤差，并將濾波的結果輸出給加法部件。根據所述模 擬轉換部件的頻率特性確定與模擬輸出對應的、用于通過所述算術部件的濾波的濾波器系 數。 該圖像處理裝置可以是獨立的裝置，或者可以是包括在一個裝置中的內部塊。 可以通過經由傳輸介質傳輸計算機程序或將計算機程序記錄在記錄介質上來提 供計算機程序。 根據本專利技術的各實施例，即使在經由DA轉換器轉換圖像信號時，也可以執行用于 在外觀上改進圖像質量的灰度轉換。附圖說明 圖1是圖示根據本專利技術實施例的記錄和再現裝置的配置示例的方塊圖； 圖2是圖像處理單元的配置示例的方塊圖； 圖3是灰度轉換單元的詳細配置示例的方塊圖； 圖4是用于說明要經歷灰度轉換處理的像素的順序的圖； 圖5是包括用于反饋值的計算的量化誤差的像素的圖； 圖6是二維濾波器的配置示例的圖； 圖7是用于說明作為空間頻率的單位的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種圖像處理裝置，包括：Δ∑調制部件，用于對圖像應用Δ∑調制從而轉換圖像的灰度；模擬轉換部件，用于將圖像的信號轉換為模擬信號，所述圖像的灰度通過所述Δ∑調制部件轉換；數字輸出部件，用于輸出灰度轉換后的圖像的數字信號；以及模擬輸出部件，用于輸出灰度轉換后的圖像的模擬信號，其中所述Δ∑調制部件包括算術部件，用于濾波量化誤差；加法部件，用于將圖像的像素值和所述算術部件的輸出相加；量化部件，用于量化所述加法部件的輸出，并且輸出包括量化誤差的量化值作為Δ∑調制的結果；以及減法部件，用于計算所述加法部件的輸出和所述加法部件的輸出的量化值之間的差，從而計算量化誤差，以及根據所述模擬轉換部件的頻率特性確定與模擬輸出對應的、用于通過所述算術部件的濾波的濾波器系數。

【技術特征摘要】
JP 2008-10-24 274166/08一種圖像處理裝置，包括Δ∑調制部件，用于對圖像應用Δ∑調制從而轉換圖像的灰度；模擬轉換部件，用于將圖像的信號轉換為模擬信號，所述圖像的灰度通過所述Δ∑調制部件轉換；數字輸出部件，用于輸出灰度轉換后的圖像的數字信號；以及模擬輸出部件，用于輸出灰度轉換后的圖像的模擬信號，其中所述Δ∑調制部件包括算術部件，用于濾波量化誤差；加法部件，用于將圖像的像素值和所述算術部件的輸出相加；量化部件，用于量化所述加法部件的輸出，并且輸出包括量化誤差的量化值作為Δ∑調制的結果；以及減法部件，用于計算所述加法部件的輸出和所述加法部件的輸出的量化值之間的差，從而計算量化誤差，以及根據所述模擬轉換部件的頻率特性確定與模擬輸出對應的、用于通過所述算術部件的濾波的濾波器系數。2. 如權利要求1所述的圖像處理裝置，其中確定與模擬輸出對應的、用于通過所述算 術部件的濾波的濾波器系數，使得通過A E調制部件執行的噪聲整形的幅度特性的增益 在比第一值的空間頻率低第二值的空間頻率處達到峰值，并且在等于或高于所述第一值的 空間頻率處衰減，所述第一值指示所述模擬轉換部件的頻率特性的增益的衰減。3. 如權利要求2所述的圖像處理裝置，其中確定與數字輸出對應的、用于通過所述算 術部件的濾波的濾波器系數，使得等于或高于通過A E調制部件執行的噪聲整形的幅度 特性的中頻帶的頻帶的特性為與人類視覺的空間頻率特性相反的特性。4. 如權利要求3所述的圖像處理裝置，其中與模擬輸出對應的噪聲整形的幅度特性的 增益達到峰值處的空間頻率低于與數字輸出對應的噪聲整形的幅度特性的增益達到峰值 處的空間頻率。5. 如權利要求4所述的圖像處理裝置，還包括選擇部件，用于選擇數字輸出和模擬輸 出之一，其中根據選擇的數字輸出或模擬輸出改變用于通過所述算術部件的濾波的濾波器系數。6. 如權利要求4所述的圖像處理裝置，其中為數字輸出和模擬輸出的每個提供所述 A E調制部件。7. 如權利要求4所述的圖像處理裝置，還包括控制部件，用于存儲用于通過所述算術 部件的濾波的多種濾波器系數，并且根據用于切換濾波器系數的濾波器系數控制信息，將 存儲的濾波器系數中的預定濾波器系數提供給算術部件。8. —種用于圖像處理裝置的圖像處理方法，所述圖像處理裝置包括A E調制部件， 用于對圖像應用A E調制從而轉換圖像的灰度；模擬轉換部件，用于將圖像的信號轉換為 模擬信號，所述圖像的灰度通過所述△...

【專利技術屬性】
技術研發人員：廣田洋一，池田潔，太田正志，濱田敏道，長沼宏昌，塚本信，
申請(專利權)人：索尼株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]