專利名稱：圖像處理裝置及圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及圖像處理裝置及圖像處理方法，并且尤其涉及用于改善運(yùn)動(dòng)圖像 分辨率的圖像顯示技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，市面上有售的用于電視機(jī)等的運(yùn)動(dòng)圖像顯示裝置包括所謂的液晶顯示 器、等離子顯示器和FED顯示器以及CRT。因此，存在各種各樣的運(yùn)動(dòng)圖像顯示裝置。每種 類型的運(yùn)動(dòng)圖像顯示裝置均被設(shè)計(jì)為通過對(duì)輸入圖像信號(hào)的幀頻率(幀速率)進(jìn)行N倍折 疊(即，將一個(gè)幀分割為N個(gè)子幀)然后顯示由此產(chǎn)生的圖像，來減少運(yùn)動(dòng)模糊和閃爍。如果使用被設(shè)計(jì)為在幀時(shí)間內(nèi)幾乎一直發(fā)光的顯示裝置，例如保持型顯示裝置， 則用戶觀察到相對(duì)大的運(yùn)動(dòng)模糊。當(dāng)用戶進(jìn)行視覺追蹤(通過注視跟隨運(yùn)動(dòng)圖像中的運(yùn)動(dòng) 區(qū)域)時(shí)，隨著幀時(shí)間內(nèi)的發(fā)光時(shí)間的加長(zhǎng)，其觀察到更大的運(yùn)動(dòng)模糊。在顯示裝置(例如 脈沖型顯示裝置)中，因?yàn)閹瑫r(shí)間內(nèi)的發(fā)光時(shí)間非常短，所以光強(qiáng)度的時(shí)間不均衡度大，因 此傾向于與幀同步地觀察到閃爍。與此相反，當(dāng)60Hz的輸入圖像信號(hào)在幀頻率加倍(N = 2，即所謂的倍速化 (double-speeding))至120Hz后被顯示時(shí)，一個(gè)幀內(nèi)的發(fā)光時(shí)間減少至一半，因此運(yùn)動(dòng)模 糊減少至大約一半。此外，就閃爍而言，將幀頻率加倍至120Hz能夠使與幀同步的閃爍的頻 率落在人視覺的響應(yīng)特性的范圍之外。因此這使得難以觀察到閃爍。提高幀頻率有兩種主要方法。第一方法通過檢測(cè)原始圖像中的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)矢量， 來估算兩個(gè)幀之間的圖像。一般而言，該方法稱為例如“基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)闹虚g圖像生成方 法”，其被公開在例如日本專利特開2004-159294號(hào)公報(bào)中。第一方法被表述為“基于運(yùn)動(dòng) 補(bǔ)償?shù)膸?場(chǎng))插值”。根據(jù)第二方法，通過對(duì)各幀的輸入圖像執(zhí)行濾波器處理，將圖像分離為與運(yùn)動(dòng)模 糊緊密關(guān)聯(lián)的高空間頻率分量(高頻分量)和與閃爍緊密關(guān)聯(lián)的低空間頻率分量(低頻分 量)。將高頻分量集中并顯示在一個(gè)子幀(與原始幀相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)倍速幀之一)上。將低 頻分量集中并顯示在一個(gè)子幀上，或者分配并顯示在兩個(gè)子幀上。作為第二方法，例如有分 別在日本專利特開平6-70288號(hào)公報(bào)、日本專利特開2002-351382號(hào)公報(bào)和美國(guó)專利特許 申請(qǐng)公開2006/0227249號(hào)說明書中公開的方法。在本說明書中，該第二方法被表述為將圖 像分離為多種空間頻率分量并在將各頻率分量分配到一個(gè)或多個(gè)子幀后進(jìn)行顯示的方案， 并且將被簡(jiǎn)單地表述為“空間頻率分離”。如圖13所示，在日本專利特開平6-70288號(hào)公報(bào)所公開的方法中，在切換兩個(gè)場(chǎng) 存儲(chǔ)器的同時(shí)，將輸入場(chǎng)圖像臨時(shí)存儲(chǔ)在這兩個(gè)場(chǎng)存儲(chǔ)器中，從而形成兩個(gè)倍速子幀。通過 使用開關(guān)SW0，以輸入頻率的兩倍的速率交替切換這兩個(gè)子幀，來使原始信號(hào)的速度加倍。 在此時(shí)，該方法對(duì)一個(gè)倍速子幀執(zhí)行抑制高空間頻率分量的處理。結(jié)果，經(jīng)受了抑制高頻分 量處理的倍速子幀(圖13中用“SL”表示)包含相對(duì)少的高頻分量。另一倍速子幀(圖13 中用“SH”表示)包含相對(duì)多的高頻分量。這使得在輸出圖像中能夠?qū)⒏哳l分量局限在一個(gè)倍速子幀上。如圖14所示，根據(jù)日本專利特開2002-351382號(hào)公報(bào)所公開的方法，幀轉(zhuǎn)換器將 輸入圖像的速度加倍，濾波器LPF/HPF將圖像分離為低頻分量Low和高頻分量High。此外， 針對(duì)各倍速子幀，將高頻分量High乘以增益a。通過對(duì)一個(gè)倍速子幀設(shè)置正α而對(duì)另一 倍速子幀設(shè)置負(fù)α，來針對(duì)各倍速子幀改變?chǔ)恋姆?hào)。如果確定圖像的運(yùn)動(dòng)大，則可以增 大α的絕對(duì)值。這使得能夠?qū)⒏哳l分量局限在一個(gè)倍速子幀SH上。如圖15中所示，在美國(guó)專利特許申請(qǐng)公開2006/0227249號(hào)說明書所公開的方法 中，通過對(duì)輸入圖像應(yīng)用濾波器HPF，來生成高頻分量數(shù)據(jù)H。此外，將輸入圖像加上高頻分 量數(shù)據(jù)H后，將生成高頻輸出圖像數(shù)據(jù)SH。從輸入圖像A中減去高頻分量數(shù)據(jù)H后，將生成 低頻圖像數(shù)據(jù)SL。使用開關(guān)SW0，以輸入圖像的幀頻率的兩倍的頻率切換這些數(shù)據(jù)，能夠輸 出高頻分量局限在一個(gè)子幀上的倍速圖像。第一方法“基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸?場(chǎng))插值”存在這樣的問題，即由于其需要通過使 用鄰近幀的圖像數(shù)據(jù)來生成中間圖像的處理，因此需要大量的計(jì)算。第二方法“空間頻率分 離”存在這樣的問題，即由于第一及第二子幀的顯示圖像未正確反映各顯示時(shí)間之差，因此 在運(yùn)動(dòng)區(qū)域中出現(xiàn)圖像滯后(拖尾模糊)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，能夠用低于傳統(tǒng)的“基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸?場(chǎng))插值”要求的計(jì)算量的 較小計(jì)算量，來減少在通過使用傳統(tǒng)的“空間頻率分離”以倍速顯示圖像時(shí)引起的運(yùn)動(dòng)區(qū)域 中的圖像滯后。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種圖像處理裝置，其處理由連續(xù)幀圖像構(gòu)成的運(yùn) 動(dòng)圖像，所述圖像處理裝置包括被構(gòu)造為獲得關(guān)注幀圖像作為輸入圖像并獲得繼所述關(guān) 注幀圖像之后的幀圖像作為后續(xù)圖像的單元；被構(gòu)造為由所述輸入圖像獲得N個(gè)復(fù)制圖像 的單元；生成單元，其被構(gòu)造為通過使用用于增強(qiáng)低頻分量的濾波器，由所述復(fù)制圖像來生 成低頻分量被增強(qiáng)的低頻增強(qiáng)圖像；減法單元，其被構(gòu)造為由所述低頻增強(qiáng)圖像及所述復(fù) 制圖像，來生成高頻分量被增強(qiáng)的高頻增強(qiáng)圖像；合成單元，其被構(gòu)造為通過將所述高頻增 強(qiáng)圖像和所述低頻增強(qiáng)圖像以預(yù)定比率進(jìn)行合成，來生成高頻輸出圖像；以及輸出單元，其 被構(gòu)造為選擇并輸出所述低頻增強(qiáng)圖像和所述高頻輸出圖像中的一者而非各所述復(fù)制圖 像，所述生成單元包括被構(gòu)造為獲得在所述輸入圖像及所述后續(xù)圖像中描繪的對(duì)象的運(yùn) 動(dòng)矢量的單元；以及濾波器單元，其被構(gòu)造為當(dāng)處理所述復(fù)制圖像中的像素位置P處的像 素時(shí)，通過針對(duì)所述復(fù)制圖像中的各像素位置，執(zhí)行指定在與所述運(yùn)動(dòng)矢量相反的方向上 與所述復(fù)制圖像中的所述像素位置P間隔預(yù)定距離的像素位置Q的處理、對(duì)所述復(fù)制圖像 中的所指定的像素位置Q周圍的像素應(yīng)用所述濾波器的處理，來獲得所述低頻增強(qiáng)圖像中 的所述像素位置P處的像素值，以生成所述低頻增強(qiáng)圖像。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種圖像處理裝置，其處理由連續(xù)幀圖像構(gòu)成的運(yùn) 動(dòng)圖像，所述圖像處理裝置包括被構(gòu)造為獲得關(guān)注幀圖像作為輸入圖像并獲得繼所述關(guān) 注幀圖像之后的幀圖像作為后續(xù)圖像的單元；被構(gòu)造為由所述輸入圖像獲得N個(gè)復(fù)制圖像 的單元；替代生成單元，其被構(gòu)造為通過使用用于增強(qiáng)高頻分量的濾波器，由所述復(fù)制圖像 來生成高頻分量被增強(qiáng)的高頻增強(qiáng)圖像；被構(gòu)造為由所述高頻增強(qiáng)圖像及所述復(fù)制圖像，來生成低頻分量被增強(qiáng)的低頻增強(qiáng)圖像的單元；被構(gòu)造為通過將所述高頻增強(qiáng)圖像和所述 低頻增強(qiáng)圖像以預(yù)定比率進(jìn)行合成，來生成高頻輸出圖像的單元；以及被構(gòu)造為選擇并輸 出所述低頻增強(qiáng)圖像和所述高頻輸出圖像中的一者而非各所述復(fù)制圖像的單元，所述替代 生成單元包括被構(gòu)造為獲得在所述輸入圖像及所述后續(xù)圖像中描繪的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)矢量的 單元；以及生成所述高頻增強(qiáng)圖像的單元，其被構(gòu)造為當(dāng)處理所述復(fù)制圖像中的像素位置 P處的像素時(shí)，通過針對(duì)所述復(fù)制圖像中的各像素位置，執(zhí)行指定在與所述運(yùn)動(dòng)矢量相反的 方向上與所述復(fù)制圖像中的所述像素位置P間隔預(yù)定距離的像素位置Q的處理、對(duì)所述復(fù) 制圖像中的所指定的像素位置Q周圍的像素應(yīng)用所述濾波器的處理，來獲得所述高頻增強(qiáng) 圖像中的所述像素位置P處的像素值，以生成所述高頻增強(qiáng)圖像。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種由圖像處理裝置執(zhí)行的圖像處理方法，所述圖 像處理裝置包括被構(gòu)造為處理由連續(xù)幀圖像構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)圖像的單元，所述圖像處理方法包 括獲得關(guān)注幀圖像作為輸入圖像并獲得繼所述關(guān)注幀圖像之后的幀圖像作為后續(xù)圖像的 步驟；由所述輸入圖像獲得N個(gè)復(fù)制圖像的步驟；生成步驟，通過使用用于增強(qiáng)低頻分量的 濾波器，由所述復(fù)制圖像來生成低頻分量被增強(qiáng)的低頻增強(qiáng)圖像；由所述低頻增強(qiáng)圖像及 所述復(fù)制圖像來生成高頻分量被增強(qiáng)的高頻增強(qiáng)圖像的步驟；通過將所述高頻增強(qiáng)圖像和 所述低頻增強(qiáng)圖像以預(yù)定比率進(jìn)行合成來生成高頻輸出圖像的步驟；以及輸出步驟，選擇 并輸出所述低頻增強(qiáng)圖像和所述高頻輸出圖像中的一者而非各所述復(fù)制圖像，所述生成步 驟包括獲得在所述輸入圖像及所述后續(xù)圖像中描繪的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)矢量的步驟；以及濾波 器步驟，當(dāng)處理所述復(fù)制圖像中的像素位置P處的像素時(shí)，通過針對(duì)所述復(fù)制圖像中的各 像素位置，執(zhí)行指定在與所述運(yùn)動(dòng)矢量相反的方向上與所述復(fù)制圖像中的所述像素位置P 間隔預(yù)定距離的像素位置Q的處理、對(duì)所述復(fù)制圖像中的所指定的像素位置Q周圍的像素 應(yīng)用所述濾波器的處理，來獲得所述低頻增強(qiáng)圖像中的所述像素位置P處的像素值，以生 成所述低頻增強(qiáng)圖像。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種由圖像處理裝置執(zhí)行的圖像處理方法，所述圖 像處理裝置包括被構(gòu)造為處理由連續(xù)幀圖像構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)圖像的單元，所述圖像處理方法包 括獲得關(guān)注幀圖像作為輸入圖像并獲得繼所述關(guān)注幀圖像之后的幀圖像作為后續(xù)圖像的 步驟；由所述輸入圖像獲得N個(gè)復(fù)制圖像的步驟；替代生成步驟，通過使用用于增強(qiáng)高頻分 量的濾波器，由所述復(fù)制圖像來生成高頻分量被增強(qiáng)的高頻增強(qiáng)圖像；由所述高頻增強(qiáng)圖 像及所述復(fù)制圖像來生成低頻分量被增強(qiáng)的低頻增強(qiáng)圖像的步驟；通過將所述高頻增強(qiáng)圖 像和所述低頻增強(qiáng)圖像以預(yù)定比率進(jìn)行合成來生成高頻輸出圖像的步驟；以及選擇并輸出 所述低頻增強(qiáng)圖像和所述高頻輸出圖像中的一者而非各所述復(fù)制圖像的步驟，所述替代生 成步驟包括獲得在所述輸入圖像及所述后續(xù)圖像中描繪的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)矢量的步驟；以及 生成所述高頻增強(qiáng)圖像的步驟，當(dāng)處理所述復(fù)制圖像中的像素位置P處的像素時(shí)，通過針 對(duì)所述復(fù)制圖像中的各像素位置，執(zhí)行指定在與所述運(yùn)動(dòng)矢量相反的方向上與所述復(fù)制圖 像中的所述像素位置P間隔預(yù)定距離的像素位置Q的處理、對(duì)所述復(fù)制圖像中的所指定的 像素位置Q周圍的像素應(yīng)用所述濾波器的處理，來獲得所述高頻增強(qiáng)圖像中的所述像素位 置P處的像素值，以生成所述高頻增強(qiáng)圖像。通過以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其他特征將變得清楚。


圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是用于說明在第一實(shí)施例中使用的濾波器函數(shù)的示例的圖；圖3是示出在第一實(shí)施例中使用的濾波器系數(shù)的示例的圖；圖4是示出第一實(shí)施例中的倍速(N = 2)子幀圖像顯示序列的示例的圖；圖5是用于說明在第一實(shí)施例中使用的運(yùn)動(dòng)矢量的坐標(biāo)圖；圖6是示出在第一實(shí)施例中使用的濾波器系數(shù)的示例的圖；圖7是示出在第一實(shí)施例中使用的濾波器系數(shù)的示例的圖；圖8是示出在第一實(shí)施例中使用的濾波器系數(shù)的示例的圖；圖9是示出在第一實(shí)施例中使用的濾波器系數(shù)的示例的圖；圖10是示出第一實(shí)施例中的處理的流程圖；圖11是用于說明第一實(shí)施例的效果的圖；圖12是示出根據(jù)第三實(shí)施例的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的框圖；圖13是示意性示出傳統(tǒng)圖像顯示裝置的框圖；圖14是示意性示出傳統(tǒng)圖像顯示裝置的框圖；圖15是示意性示出傳統(tǒng)圖像顯示裝置的框圖；以及圖16是示出根據(jù)第四實(shí)施例的計(jì)算機(jī)的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式下面，將參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明的范圍不局限于以下的實(shí) 施例。<第一實(shí)施例>圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。參照?qǐng)D1，標(biāo)號(hào)100表 示幀速率轉(zhuǎn)換單元；標(biāo)號(hào)101表示低通濾波器(以下稱為L(zhǎng)PF)；標(biāo)號(hào)102表示減法器；標(biāo)號(hào) 103表示乘法器；標(biāo)號(hào)104表示加法器；標(biāo)號(hào)105表示開關(guān)；標(biāo)號(hào)106表示運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單 元；標(biāo)號(hào)107表示濾波器系數(shù)生成單元；標(biāo)號(hào)108表示輸出單元。幀速率轉(zhuǎn)換單元100以一個(gè)幀單位獲取運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)，并由一個(gè)幀圖像生成N個(gè) 子幀圖像。更具體地說，幀速率轉(zhuǎn)換單元100包含有幀存儲(chǔ)器(未示出)，并以幀為單位、將 輸入的運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)作為輸入圖像存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中。然后，幀速率轉(zhuǎn)換單元100通過以 輸入視頻數(shù)據(jù)的N倍的頻率，N次讀取一個(gè)關(guān)注幀圖像(輸入圖像)，來生成N個(gè)子幀圖像 作為復(fù)制圖像(implicated image) 0假設(shè)在這種情況下，由幀速率轉(zhuǎn)換單元100生成的一 個(gè)子幀圖像用標(biāo)號(hào)A來表示。幀速率轉(zhuǎn)換單元100將子幀圖像A依次輸出到LPF 101、減法 器102和加法器104。規(guī)定子幀圖像的數(shù)量的系數(shù)N可以預(yù)先確定并設(shè)置給根據(jù)本實(shí)施例 的裝置，或者可以從裝置外部來獲取。LPF 101是二維低通濾波器。LPF 101通過使用濾波器處理由幀速率轉(zhuǎn)換單元100 生成的子幀圖像A，來從子幀圖像A截除上限空間頻率，從而生成低頻分量被增強(qiáng)的低頻增 強(qiáng)圖像L。LPF 101從濾波器系數(shù)生成單元107，獲取自身使用的濾波器系數(shù)。本實(shí)施例使用基于高斯函數(shù)(Gaussian Function)的濾波器函數(shù)作為低通濾波 器。然而，作為基礎(chǔ)的濾波器的類型沒有特別限制。例如，可以使用高斯函數(shù)，或者使用提
8供移動(dòng)平均或加權(quán)移動(dòng)平均的濾波器。圖2是用于說明LPF 101使用的濾波器函數(shù)的示例 的圖。圖2示意性示出了基于高斯函數(shù)生成的濾波器函數(shù)。圖2中的濾波器函數(shù)繪制了權(quán) 重的中心位于基準(zhǔn)點(diǎn)的正態(tài)分布。下面，將詳細(xì)描述LPF 101的操作。圖3示出了 LPF 101使用的濾波器系數(shù)的示 例。參照?qǐng)D3，濾波器尺寸(即所謂的“核大小”)是7X7像素。然而，請(qǐng)注意，所述的濾波 器尺寸及濾波器系數(shù)僅僅是示例，可以使用任何的濾波器尺寸及濾波器系數(shù)。在這種情況 下，濾波器系數(shù)是所謂的“正態(tài)化前的核值”。首先，將描述針對(duì)子幀圖像中的一個(gè)關(guān)注像素的濾波器處理。假設(shè)在這種情況下， 由一個(gè)幀圖像生成的第i個(gè)子幀圖像中的坐標(biāo)(x，y)的像素值A(chǔ)用Ai(x，y)表示。首先， 關(guān)注像素的坐標(biāo)用Ai (0，0)表示。LPFlOl通過使用圖3中所示的濾波器系數(shù)，來對(duì)子幀圖 像執(zhí)行濾波器計(jì)算。在使用圖3中的濾波器系數(shù)的示例中，基于等式(1)，來確定作為關(guān)注 像素 Ai(0，0)的 LPF 輸出值的 LPF (Ai (0，0)) 將構(gòu)成一個(gè)子幀圖像的各個(gè)像素依次設(shè)置為關(guān)注像素并根據(jù)等式(1)進(jìn)行處理， 從而依次獲得各關(guān)注像素的LPF輸出值。獲取通過用LPF輸出值來更新子幀圖像的關(guān)注像 素值而獲得的圖像作為低頻增強(qiáng)圖像。在這種情況下，關(guān)注像素可以是子幀圖像的所有像 素，或者可以是子幀圖像的一部分像素。本實(shí)施例對(duì)子幀圖像的所有像素執(zhí)行濾波器處理。 因此，在運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106及濾波器系數(shù)生成單元107生成濾波器系數(shù)的處理中，運(yùn)動(dòng) 矢量檢測(cè)單元106及濾波器系數(shù)生成單元107也將圖像的所有像素依次設(shè)置為關(guān)注像素。 當(dāng)LPF 101要對(duì)圖像的一部分像素執(zhí)行濾波器處理時(shí)，運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106及濾波器系 數(shù)生成單元107可以將圖像的一部分設(shè)置為關(guān)注部分。運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106從幀速率轉(zhuǎn)換單元100獲取輸入圖像。運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元 106獲取存儲(chǔ)在幀速率轉(zhuǎn)換單元100中的、鄰近于輸入圖像或繼輸入圖像之后的幀的圖像， 作為后續(xù)圖像(subsequent image) 0運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106從輸入圖像及后續(xù)圖像中，獲 得輸入圖像及后續(xù)圖像中描繪的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)矢量。最后，運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106針對(duì)輸入 圖像的各像素，來估算與輸入圖像相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量。運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106將與輸入圖 像的各像素相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量，輸出到濾波器系數(shù)生成單元107。濾波器系數(shù)生成單元107通過使用運(yùn)動(dòng)矢量，針對(duì)輸入圖像的各像素生成濾波器 系數(shù)。濾波器系數(shù)生成單元107將生成的濾波器系數(shù)輸出到LPF 101。在本實(shí)施例中，濾波 器系數(shù)生成單元107通過移動(dòng)濾波器函數(shù)，來獲取濾波器系數(shù)。該處理使得能夠?qū)V波器 應(yīng)用于像素位置Q周圍的像素，其中位置Q在與運(yùn)動(dòng)矢量相反的方向上，同輸入圖像中的與 復(fù)制圖像中的關(guān)注像素位置P相對(duì)應(yīng)的像素位置P間隔預(yù)定距離。后面，將詳細(xì)描述運(yùn)動(dòng) 矢量檢測(cè)單元106及濾波器系數(shù)生成單元107。減法器102根據(jù)等式(2)，從輸入圖像的各像素值中減去由LPF 101生成的低頻增強(qiáng)圖像L的各像素值。通過這種方式，減法器102新生成高頻分量得到增強(qiáng)的高頻增強(qiáng)圖 像H。H = A-L …(2)乘法器103確定要分配到各子幀圖像的高頻分量的量。更具體地說，乘法器103通 過將高頻增強(qiáng)圖像H的各像素值乘以(N-a)/a，來生成高頻分配圖像DH。然后，乘法器103 將高頻分配圖像DH輸出到加法器104。如前所述，系數(shù)N是由一個(gè)幀圖像生成的子幀圖像 的數(shù)量。系數(shù)a指示高頻增強(qiáng)圖像H所在的子幀圖像的數(shù)量。也就是說，根據(jù)本實(shí)施例的 裝置輸出與一幀輸入圖像相對(duì)應(yīng)的a個(gè)高頻增強(qiáng)圖像。系數(shù)a可以預(yù)先確定并設(shè)置給根據(jù) 本實(shí)施例的裝置，或者可以從外部來獲取。加法器104將由乘法器103生成的高頻分配圖像DH的各像素值與輸入圖像的各 像素值相加。通過這種方式，加法器104生成新的高頻輸出圖像SH。加法器104根據(jù)等式 (3)來執(zhí)行計(jì)算SH = A+ {(N-a) /a} H = L+ (N/a) H ... (3)作為由乘法器103及加法器104執(zhí)行的處理的結(jié)果，從加法器104輸出的高頻輸 出圖像SH變?yōu)橥ㄟ^將高頻增強(qiáng)圖像和低頻增強(qiáng)圖像以預(yù)定比率(N/a)相加獲得的圖像。開關(guān)105或者選擇由LPF 101生成的低頻增強(qiáng)圖像L，或者選擇由加法器104生成 的高頻輸出圖像SH。開關(guān)105輸出所選擇的圖像而非復(fù)制圖像。圖4是用于說明本實(shí)施例 中的倍速(N = 2)時(shí)的子幀圖像的顯示序列的圖。在圖4的示例中，第m個(gè)幀F(xiàn)m的幀圖像 被轉(zhuǎn)換為兩個(gè)(N = 2)子幀圖像。此外，在圖4的示例中，高頻增強(qiáng)圖像H位于一個(gè)子幀圖 像中(a = 1)。如圖4所示，開關(guān)105輸出高頻輸出圖像SHm和低頻增強(qiáng)圖像Lm，分別作為第一和 第二子幀圖像。開關(guān)105選擇低頻增強(qiáng)圖像L和高頻輸出圖像SH中的任意一者的方法沒 有特別限制。開關(guān)105可以以使得低頻增強(qiáng)圖像L及高頻輸出圖像SH的輸出間隔變得均 勻的方式，在二者當(dāng)中進(jìn)行選擇。作為另一種選擇方案，開關(guān)105可以連續(xù)a次選擇高頻輸 出圖像SH，然后連續(xù)N-a次選擇低頻增強(qiáng)圖像L。下面，將詳細(xì)描述運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106及濾波器系數(shù)生成單元107。運(yùn)動(dòng)矢量檢 測(cè)單元106估算在第m個(gè)幀圖像Fm中描繪的對(duì)象在第m+1個(gè)幀圖像Fm+1上移動(dòng)了多少。 運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106獲取關(guān)于構(gòu)成幀圖像Fm的各像素的運(yùn)動(dòng)矢量。圖5是用于說明根據(jù)本實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)矢量的坐標(biāo)圖。圖5示出了第m個(gè)幀圖像Fm 中的、以關(guān)注像素(圖5中用P來表示)為中心的11X11像素的圖像。當(dāng)運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單 元106估算出關(guān)注像素(圖5中用P來表示)在第m+1個(gè)輸入幀圖像Fm+1中已移動(dòng)至圖 5中所示的Q的坐標(biāo)(X，y) = (3，-4)時(shí)，P的運(yùn)動(dòng)矢量V (x，y)是(+3，-4)。Vx = +3表示 χ方向上的運(yùn)動(dòng)矢量；Vy = -4表示y方向上的運(yùn)動(dòng)矢量。當(dāng)Vx具有“ + ”符號(hào)時(shí)，Vx指示沿圖5中的χ軸正向的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)Vx具有“_”符號(hào) 時(shí)，Vx指示沿圖5中的χ軸負(fù)向的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)Vy具有“ + ”符號(hào)時(shí)，Vy指示沿圖5中的y軸正 向的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)Vy具有“_”符號(hào)時(shí)，Vy指示沿圖5中的y軸負(fù)向的運(yùn)動(dòng)。各數(shù)值的絕對(duì)值 指示移動(dòng)量(移動(dòng)的像素?cái)?shù))。當(dāng)運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106估算出由關(guān)注像素指示的對(duì)象無運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè) 單元106輸出運(yùn)動(dòng)矢量V(x，y) = (0,0) 0同樣，當(dāng)幀之間出現(xiàn)場(chǎng)景改變時(shí)，運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106能夠輸出運(yùn)動(dòng)矢量V (x，y) = (0，0)。這種情況下的運(yùn)動(dòng)矢量V (x，y)的定義僅僅是 示例。運(yùn)動(dòng)矢量可以指示關(guān)注像素在輸入幀之間發(fā)生移動(dòng)的近似方向及距離(像素?cái)?shù))。運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106將幀圖像Fm的各像素依次設(shè)置為關(guān)注像素，并依次獲取各 關(guān)注像素的運(yùn)動(dòng)矢量。在本實(shí)施例的描述中，為了以易懂的方式表述運(yùn)動(dòng)矢量與坐標(biāo)信息 之間的關(guān)系，逐次對(duì)坐標(biāo)系進(jìn)行變換，使得關(guān)注像素的坐標(biāo)用(x，y) = (0,0)來表示。濾波 器系數(shù)生成單元107獲取由運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106獲得的運(yùn)動(dòng)矢量V(x，y)。濾波器系數(shù)生成單元107生成LPF 101在濾波器計(jì)算中使用的濾波器系數(shù)。濾波 器系數(shù)生成單元107將生成的濾波器系數(shù)輸出到LPF 101。濾波器系數(shù)生成單元107基于 由運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106獲得的運(yùn)動(dòng)矢量V(x，y)、一個(gè)幀圖像的子幀圖像的數(shù)量N以及經(jīng) 受了濾波器計(jì)算的子幀圖像的編號(hào)i，來生成濾波器系數(shù)。濾波器系數(shù)生成單元107為子幀 圖像中包含的各像素，準(zhǔn)備由LPF 101使用的一個(gè)數(shù)值集。也就是說，濾波器系數(shù)生成單元 107準(zhǔn)備數(shù)量與子幀圖像的像素?cái)?shù)相等的數(shù)值集。濾波器系數(shù)生成單元107將所準(zhǔn)備的數(shù) 值集作為濾波器系數(shù)輸出。下面，將詳細(xì)描述該處理。子幀圖像編號(hào)i是按照顯示順序?yàn)樽訋瑘D像分配的編號(hào)。例如，在倍速化(N = 2) 中，如圖4所示，要第一個(gè)顯示的子幀圖像用i = 1來表示，要第二個(gè)顯示的子幀圖像用i =2來表示(1 ≤ i ≤ N)。例如如前所述，基于高斯函數(shù)生成的濾波器函數(shù)的值，形成權(quán)重 的中心位于基準(zhǔn)點(diǎn)的正態(tài)分布。在本實(shí)施例中，濾波器系數(shù)生成單元107基于運(yùn)動(dòng)矢量(X， y)、子幀圖像數(shù)N及子幀圖像編號(hào)i來確定基準(zhǔn)點(diǎn)。在這種情況下，濾波器系數(shù)生成單元107將子幀圖像的一個(gè)像素設(shè)置為關(guān)注像 素。然后，濾波器系數(shù)生成單元107基于等式(4)，來計(jì)算應(yīng)用于關(guān)注像素的濾波器函數(shù)的 基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)(X，Y)。X = (i-1) X ((-Vx)/N)Y = (i-1) X ((-Vy)/N) …(4)此時(shí)，坐標(biāo)(0，0)是濾波器函數(shù)的中心坐標(biāo)。設(shè)Vx為運(yùn)動(dòng)矢量V (x，y)的χ分量， Vy為該矢量的y分量。例如，當(dāng)運(yùn)動(dòng)矢量V(x，y) = (+3,-6)且N = 2時(shí)，根據(jù)等式(4)，給出第一子幀圖 像(i = 1)的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)為坐標(biāo)(Χ，γ) = (0，0)，給出第二子幀圖像(i = 2)的基準(zhǔn)點(diǎn)的 坐標(biāo)為坐標(biāo)(X，Y) = (-1.5，3)。此夕卜，例如，當(dāng)運(yùn)動(dòng)矢量V (χ，y) = (+3，-6)且N =3時(shí)， 給出第一子幀圖像(i = 1)的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)為坐標(biāo)(X，Y) = (0，0)，給出第二子幀圖像(i =2)的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)為坐標(biāo)(X，Y) = (_1，2)，給出第三子幀圖像(i = 3)的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐 標(biāo)為坐標(biāo)(X，Y) = (-2,4) 0下面，將更詳細(xì)地描述運(yùn)動(dòng)矢量V(x，y) = (+2，+2)且N = 2的情況。應(yīng)用等式 (4)，給出第一子幀圖像(i = 1)的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)為坐標(biāo)(X，Y) = (0，0)，給出第二子幀圖 像(i = 2)的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)為坐標(biāo)(X，Y) = (-1，-1)。下面，將參照?qǐng)D6至圖9，來描述用 于第一及第二子幀圖像的濾波器系數(shù)的計(jì)算方法。圖6示出了根據(jù)本實(shí)施例的濾波器函數(shù)的示例。圖6示意性示出了當(dāng)運(yùn)動(dòng)矢量 V(x, y) = (+2，+2)且N = 2時(shí)要應(yīng)用于第一子幀圖像(i = 1)的濾波器函數(shù)。圖7示出 了本實(shí)施例中的濾波器系數(shù)的示例。圖7示出了當(dāng)運(yùn)動(dòng)矢量V(x，y) = (+2，+2)且N= 2 時(shí)第一子幀圖像(i = 1)的濾波器系數(shù)。
如圖6及圖7所示，濾波器系數(shù)生成單元107根據(jù)等式(4)，以使得基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo) (X，Y)變?yōu)?0，0)的方式生成針對(duì)第一子幀圖像的濾波器系數(shù)。濾波器系數(shù)生成單元107 將生成的濾波器系數(shù)輸出到LPF 101。本實(shí)施例可以使用通過將濾波器系數(shù)的各個(gè)坐標(biāo) 代入預(yù)先保持在裝置中的或者從外部獲取到的二維高斯函數(shù)、而獲得的各個(gè)坐標(biāo)處的系數(shù) 值，作為濾波器系數(shù)。濾波器系數(shù)生成單元107通過使用由運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106針對(duì)輸入圖像的各個(gè) 像素估算的運(yùn)動(dòng)矢量，來重復(fù)以上處理，進(jìn)而獲得濾波器系數(shù)。也就是說，濾波器系數(shù)生成 單元107針對(duì)各子幀圖像的各個(gè)像素，來獲得濾波器系數(shù)。LPF 101從濾波器系數(shù)生成單 元107，來獲取第一子幀圖像的濾波器系數(shù)。LPF 101通過使用獲取到的濾波器系數(shù)，依次 對(duì)第一子幀圖像(i = 1)的各個(gè)像素執(zhí)行濾波器計(jì)算，來生成低頻增強(qiáng)圖像L。圖8示出了本實(shí)施例中的濾波器函數(shù)的示例。圖8示意性示出了當(dāng)運(yùn)動(dòng)矢量V(x， y) = (+2，+2)且N = 2時(shí)第二子幀圖像(i = 2)的濾波器函數(shù)。圖9示出了本實(shí)施例中 的濾波器系數(shù)的示例。圖9示出了當(dāng)運(yùn)動(dòng)矢量V(x，y) = (+2，+2)且N= 2時(shí)第二子幀圖 像(i = 2)的濾波器系數(shù)。如圖8及圖9所示，濾波器系數(shù)生成單元107根據(jù)等式(4)，以使得基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo) (X，Y)變?yōu)?-1，-D的方式生成針對(duì)第二子幀圖像的濾波器系數(shù)。然后，濾波器系數(shù)生成 單元107將生成的濾波器系數(shù)輸出到LPF101。在本實(shí)施例中，濾波器系數(shù)生成單元107對(duì) 預(yù)先保持在裝置中的或從外部獲取到的二維高斯函數(shù)進(jìn)行平移，即在X軸方向上平移-1， 在Y軸方向上平移-1。濾波器系數(shù)生成單元107可以使用通過將濾波器系數(shù)的各個(gè)坐標(biāo)代 入平移后的高斯函數(shù)而獲得的系數(shù)值，作為濾波器系數(shù)。同在第一子幀圖像的情況下一樣，濾波器系數(shù)生成單元107通過使用由運(yùn)動(dòng)矢量 檢測(cè)單元106針對(duì)輸入圖像的各個(gè)像素估算的運(yùn)動(dòng)矢量，來重復(fù)以上處理，進(jìn)而獲得濾波 器系數(shù)。也就是說，濾波器系數(shù)生成單元107針對(duì)輸入圖像以及通過復(fù)制輸入圖像獲得的 第二子幀圖像的各個(gè)像素，來獲得濾波器系數(shù)。LPF 101從濾波器系數(shù)生成單元107，來獲 取第二子幀圖像的濾波器系數(shù)。LPF 101通過使用獲取到的濾波器系數(shù)，依次對(duì)第二子幀圖 像(i = 2)的各個(gè)像素執(zhí)行濾波器計(jì)算，來生成低頻增強(qiáng)圖像L。以下，將參照?qǐng)D10的流程圖，來描述第一實(shí)施例中的處理。首先，幀速率轉(zhuǎn)換單元 100獲取包含在運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)中的幀圖像作為輸入圖像(步驟S1001)。然后，幀速率轉(zhuǎn)換 單元100獲取繼輸入圖像之后的幀的圖像作為后續(xù)圖像(步驟S1002)。運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106從幀速率轉(zhuǎn)換單元100獲取輸入圖像及后續(xù)圖像。然后， 運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106檢測(cè)由輸入圖像的各像素指示的對(duì)象在輸入圖像與后續(xù)圖像之間 的移動(dòng)量。運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106生成移動(dòng)量作為關(guān)于輸入圖像的各像素的運(yùn)動(dòng)矢量V(x， y)(步驟S1003)。在步驟S1003中的處理中，運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元106可以通過使用多個(gè)幀 圖像來估算移動(dòng)量，或者通過使用子幀圖像來估算移動(dòng)量。之后，幀速率轉(zhuǎn)換單元100以運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)的時(shí)鐘(頻率)的N倍的時(shí)鐘讀出獲 取到的輸入圖像。幀速率轉(zhuǎn)換單元100將讀出的圖像作為子幀圖像與子幀編號(hào)i 一起輸出 (步驟S1004)。濾波器系數(shù)生成單元107基于運(yùn)動(dòng)矢量V(x，y)、子幀圖像數(shù)N及子幀圖像 編號(hào)i，來生成由LPF 101在濾波器計(jì)算中使用的濾波器系數(shù)(步驟S 1005)。子幀圖像數(shù) N可以預(yù)先存儲(chǔ)在裝置中，或者從外部輸入。子幀圖像編號(hào)i從幀速率轉(zhuǎn)換單元100獲取。
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LPF 101將從幀速率轉(zhuǎn)換單元100輸出的子幀圖像中的一個(gè)像素設(shè)置為關(guān)注像素 (步驟S1006)。LPF 101通過使用從濾波器系數(shù)生成單元107獲取到的濾波器系數(shù)，來對(duì) 關(guān)注像素執(zhí)行濾波器計(jì)算，并且獲取轉(zhuǎn)換后的像素值(步驟S1007)。然后，LPF 101確定 其是否已在步驟S1006中將輸出自幀速率轉(zhuǎn)換單元100的子幀圖像的所有像素設(shè)置作為關(guān) 注像素(步驟S1008)。如果LPF 101尚未將所有像素設(shè)置為關(guān)注像素，則處理返回到步驟 S1006，在步驟S1006中，LPF 101將下一像素設(shè)置為關(guān)注像素。如果LPF 101已將所有像 素設(shè)置為關(guān)注像素，則處理進(jìn)入到步驟S1009。利用步驟S1006至S1008中的處理，LPF 101 通過執(zhí)行濾波器計(jì)算及像素值轉(zhuǎn)換來生成低頻增強(qiáng)圖像L。減法器102從LPF 101獲取低頻增強(qiáng)圖像L。然后，減法器102根據(jù)等式(2)生成 高頻增強(qiáng)圖像H(步驟S1009)。乘法器103將從減法器102獲取到的高頻增強(qiáng)圖像H的各 像素值乘以(N-a)/a。然后，乘法器103輸出經(jīng)受了相乘處理的圖像(步驟S1010)。加法器104獲取由乘法器103處理后的圖像。加法器104獲取在步驟S1004中從 幀速率轉(zhuǎn)換單元100輸出的子幀圖像。然后，加法器104根據(jù)等式(3)，生成高頻分量被增 強(qiáng)的高頻輸出圖像SH(步驟S1011)。開關(guān)105確定選擇高頻輸出圖像或低頻增強(qiáng)圖像(步驟S1012)。如前所述，要設(shè) 置的確定標(biāo)準(zhǔn)沒有特別限制。開關(guān)105可以交替地選擇低頻增強(qiáng)圖像和高頻輸出圖像。作 為另一種選擇方案，開關(guān)105可以連續(xù)選擇a個(gè)高頻輸出圖像，然后連續(xù)選擇N-a個(gè)低頻增 強(qiáng)圖像。開關(guān)105可以在重復(fù)執(zhí)行步驟S1004至S1015期間選擇a個(gè)高頻輸出圖像及N_a 個(gè)低頻增強(qiáng)圖像。如果在步驟S1012中開關(guān)105選擇低頻增強(qiáng)圖像，則開關(guān)105從LPF 101 獲取低頻增強(qiáng)圖像L并將其輸出(步驟S1013)。如果在步驟S1012中開關(guān)105選擇高頻輸 出圖像，則開關(guān)105從加法器104獲取高頻輸出圖像SH并將其輸出(步驟S1014)。最后，幀速率轉(zhuǎn)換單元100確定是否輸出了獲取的圖像的N個(gè)子幀圖像(步驟 S1015)。如果未輸出N個(gè)子幀圖像，則處理返回到步驟S1004。如果輸出了 N個(gè)子幀圖像， 則幀速率轉(zhuǎn)換單元100終止對(duì)獲取的圖像的處理。如上所述，濾波器系數(shù)生成單元107通過在與檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)方向完全相反的方向上 移動(dòng)濾波器函數(shù)的基準(zhǔn)點(diǎn)，生成針對(duì)第二子幀圖像及之后的子幀圖像的濾波器處理的濾波 器系數(shù)。使用這些濾波器系數(shù)能夠減少在第二方法“空間頻率分離”中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中 的圖像滯后。圖11是用于說明本實(shí)施例的效果的圖。在圖11中，圖形1101示意性示出了由數(shù) 字“23456789”構(gòu)成的圖像在幀之間向右(在χ方向上)進(jìn)行的兩像素的移動(dòng)。為了描述 方便，假設(shè)各像素均代表一個(gè)數(shù)字。將像素編號(hào)(II至X)分配給各個(gè)像素。在圖11中，圖 形1102指示通過利用幀速率轉(zhuǎn)換處理將圖11中的圖形1101中的各幀圖像的速度加倍(N =2)獲得的各子幀圖像。在圖11中，圖形1102指示當(dāng)灰色像素被設(shè)置為關(guān)注像素時(shí)基于 本實(shí)施例生成的濾波器函數(shù)的示例。為簡(jiǎn)單起見，圖11例示了一維圖像。參照?qǐng)D11，幀圖像m與幀圖像m+1之間的關(guān)注像素(像素編號(hào)VI)的運(yùn)動(dòng)矢量 V(x, y)是(+2，0)。在這種情況下，應(yīng)用等式(4)，第一子幀圖像(i = 1)的基準(zhǔn)點(diǎn)具有坐 標(biāo)(X，Y) = (0，0)，第二子幀圖像(i = 2)的基準(zhǔn)點(diǎn)具有坐標(biāo)(X，Y) = (_1，0)。由對(duì)與像素編號(hào)VI相對(duì)應(yīng)的像素值分配權(quán)重的濾波器函數(shù)，獲得幀圖像m的第一 子幀圖像的、要應(yīng)用于像素編號(hào)VI的濾波器系數(shù)。由對(duì)與像素編號(hào)V相對(duì)應(yīng)的像素值分配權(quán)重的濾波器函數(shù)，獲得幀圖像m的第二子幀圖像的、要應(yīng)用于像素編號(hào)VI的濾波器系數(shù)。 此外，因?yàn)楦鶕?jù)等式⑷，(X，Y) = (0，0)，所以，由對(duì)像素編號(hào)VI分配權(quán)重的濾波器函數(shù)， 獲得幀圖像m+1的第一子幀圖像的、要應(yīng)用于像素編號(hào)VI的濾波器系數(shù)。幀圖像m的第二子幀圖像被顯示在幀圖像m的第一子幀圖像與幀圖像m+1的第一 子幀圖像之間。由于這一原因，幀圖像m的第二子幀圖像可以是幀圖像m的第一子幀圖像 與幀圖像m+1的第一子幀圖像之間的中間圖像。考慮這樣一種情況，即通過對(duì)第二子幀圖像，應(yīng)用與針對(duì)第一子幀圖像的濾波器 函數(shù)相同的濾波器函數(shù)，來生成低頻增強(qiáng)圖像。用來生成幀m的第二子幀圖像的低頻增強(qiáng) 圖像，與用來生成幀m的第一子幀圖像的低頻增強(qiáng)圖像相同。也就是說，由于時(shí)間滯后，與 幀m的第一子幀圖像相同的圖像被再次顯示在幀m與幀m+1之間，盡管它們具有不同的增 強(qiáng)頻率分量。由于這一原因，幀m的第二子幀圖像在視覺上被當(dāng)作是幀m的第一子幀圖像 的圖像滯后。例如，下面將參照?qǐng)D11，來說明對(duì)與圖11中的像素編號(hào)VI相對(duì)應(yīng)的像素執(zhí)行濾波 器處理的情況。對(duì)幀圖像m的第一及第二子幀圖像，使用對(duì)與像素編號(hào)VI相對(duì)應(yīng)的像素值 分配權(quán)重的濾波器函數(shù)。因此，對(duì)于幀圖像m的第一與第二子幀圖像兩者，通過濾波器處理 生成對(duì)數(shù)值“6”分配權(quán)重的像素值，從而生成低頻增強(qiáng)圖像L。同樣對(duì)幀圖像m+1的第一子 幀圖像，也使用對(duì)像素編號(hào)VI分配權(quán)重的濾波器函數(shù)。同樣，對(duì)于幀圖像m+1的第一子幀 圖像，也通過濾波器處理生成對(duì)數(shù)值“4”分配權(quán)重的像素值，進(jìn)而生成低頻增強(qiáng)圖像L。然 而，更佳的方式是對(duì)幀圖像m的、顯示在幀m與幀m+1之間的第二子幀圖像，執(zhí)行對(duì)存在于 數(shù)值“ 6 ”與數(shù)值“ 4 ”之間的數(shù)值分配權(quán)重的濾波器處理。根據(jù)本實(shí)施例，對(duì)于幀m的第二子幀圖像，可以通過使用對(duì)與像素編號(hào)V相對(duì)應(yīng)的 像素值(即數(shù)值“5”)分配權(quán)重的濾波器函數(shù)，來執(zhí)行關(guān)注像素的濾波器處理。也就是說， 能夠根據(jù)運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性地減少圖像滯后。根據(jù)第二方法“空間頻率分離”，與運(yùn)動(dòng)模糊緊密關(guān) 聯(lián)的高頻分量被集中于多個(gè)子幀當(dāng)中的一個(gè)上。此外，該方法將與運(yùn)動(dòng)模糊無緊密關(guān)聯(lián)的 低頻分量分配到其他子幀，或者分配到多個(gè)子幀，并顯示它們。通過這種方式，“空間頻率分 離”能夠減少觀看者識(shí)別到的運(yùn)動(dòng)圖像中的運(yùn)動(dòng)模糊。然而，在傳統(tǒng)的“空間頻率分離”中， 由于各子幀未反映各顯示時(shí)間之差，因此，在運(yùn)動(dòng)區(qū)域中出現(xiàn)圖像滯后。如上所述，根據(jù)本 實(shí)施例，當(dāng)獲得各個(gè)子幀的頻率分量時(shí)，參照運(yùn)動(dòng)矢量。這使得能夠生成各自正確反映各顯 示時(shí)間之差的子幀。因此，本實(shí)施例能夠減少在第二方法“空間頻率分離”中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)區(qū) 域中的圖像滯后。在本實(shí)施例中，特別地使低頻增強(qiáng)圖像反映各顯示時(shí)間之差。因此，對(duì)于由一個(gè)幀 生成的多個(gè)子幀而言，當(dāng)選擇許多高頻增強(qiáng)圖像(高頻輸出圖像)作為要較早顯示的子幀， 并選擇許多低頻增強(qiáng)圖像作為要較遲顯示的子幀時(shí)，獲得更佳的結(jié)果。例如，在倍速顯示 中，可以將高頻輸出圖像作為第一子幀進(jìn)行顯示，而將低頻增強(qiáng)圖像作為第二子幀進(jìn)行顯 示。當(dāng)以輸入運(yùn)動(dòng)圖像的四倍的頻率進(jìn)行顯示時(shí)，可以將高頻輸出圖像作為第一子幀進(jìn)行 顯示，而將低頻增強(qiáng)圖像作為第二至第四子幀進(jìn)行顯示；或者可以將高頻輸出圖像作為第 一及第二子幀進(jìn)行顯示，而將低頻增強(qiáng)圖像作為第三及第四子幀進(jìn)行顯示。根據(jù)本實(shí)施例的方法，當(dāng)LPF 101在改變?yōu)V波器系數(shù)的同時(shí)執(zhí)行濾波器處理之 后，能夠通過僅使用簡(jiǎn)單的相加、相減及相乘來生成子幀圖像。由于這一原因，與第一方法“基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸?場(chǎng))插值”不同，不必通過使用鄰近幀的圖像數(shù)據(jù)來生成中間圖像。 因此，本實(shí)施例的方法能夠以小的計(jì)算量來生成子幀圖像。<變型例>在第一實(shí)施例中，濾波器系數(shù)生成單元107生成濾波器系數(shù)。此外，LPF 101基于 生成的濾波器系數(shù)來執(zhí)行濾波器處理。濾波器系數(shù)生成單元107通過移動(dòng)濾波器函數(shù)，來 獲取濾波器系數(shù)。使用這些濾波器系數(shù)使得能夠?qū)V波器應(yīng)用于像素位置Q周圍的像素， 其中位置Q在與運(yùn)動(dòng)矢量相反的方向上，同輸入圖像中的與復(fù)制圖像中的關(guān)注像素位置P 相對(duì)應(yīng)的像素位置P間隔預(yù)定距離。然而，通過使用輸入圖像的與子幀圖像(復(fù)制圖像)中的關(guān)注像素位置P相對(duì)應(yīng) 的像素位置P，能夠指定在與運(yùn)動(dòng)矢量相反的方向上間隔預(yù)定距離的像素位置Q?？梢栽诓?使用由濾波器系數(shù)生成單元107生成的濾波器系數(shù)的情況下，將濾波器應(yīng)用于指定的像素 位置Q周圍的像素。也就是說，本變型例使用被計(jì)算作為濾波器函數(shù)的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)的坐 標(biāo)，來作為要應(yīng)用濾波器的像素的中心的坐標(biāo)。下面，將詳細(xì)描述本變型例。雖然本變型例的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例幾乎相同，但是， 不存在濾波器系數(shù)生成單元107。運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單元將運(yùn)動(dòng)矢量直接輸入到LPF 101。LPF 101依照運(yùn)動(dòng)矢量來改變?yōu)V波器的應(yīng)用范圍。與第一實(shí)施例中的濾波器系數(shù)生成單元107 類似地，LPF 101根據(jù)等式(4)來計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)。第一實(shí)施例使用計(jì)算出的基準(zhǔn)點(diǎn)作 為濾波器函數(shù)的基準(zhǔn)點(diǎn)。然而，本變型例利用計(jì)算出的基準(zhǔn)點(diǎn)來獲得應(yīng)用濾波器的像素組 的中心點(diǎn)。LPF 101將待處理子幀圖像的一個(gè)像素設(shè)置為關(guān)注像素。該像素位置用P來表示。 然后，LPF 101將在輸入圖像的與子幀圖像的像素位置P相對(duì)應(yīng)的像素位置P設(shè)置為原點(diǎn) 時(shí)計(jì)算出的基準(zhǔn)點(diǎn)的位置，指定為坐標(biāo)位置Q。如果例如基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)(X，Y)是(_1，2)，則 LPF 101將從像素位置P沿Y軸負(fù)方向移動(dòng)2并沿X軸正方向移動(dòng)1得到的點(diǎn)，指定為坐標(biāo) 點(diǎn)Q。然后，LPF 101將濾波器應(yīng)用于坐標(biāo)位置Q周圍的像素。本變型例不使用通過移動(dòng)濾 波器函數(shù)來生成濾波器系數(shù)的濾波器系數(shù)生成單元。作為對(duì)該單元的替代，本變型例對(duì)不 同的關(guān)注位置應(yīng)用相同的濾波器。更具體地說，LPF 101根據(jù)等式(1)來確定LPF輸出值。 在此時(shí)，LPF 101以使得坐標(biāo)位置Q的坐標(biāo)變?yōu)锳n (0，0)的方式，來獲得LPF輸出值。LPF 101將獲得的LPF輸出值設(shè)置為子幀圖像的關(guān)注像素(像素位置P)的轉(zhuǎn)換后的像素值。通 過對(duì)子幀圖像的各像素執(zhí)行該處理，LPFlOl能夠獲得低頻增強(qiáng)圖像。<第二實(shí)施例>在第一實(shí)施例中，濾波器系數(shù)生成單元107根據(jù)等式(4)計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)(X， Y)。然而，獲得基準(zhǔn)點(diǎn)的方式不局限于該方法。在某些情況下，運(yùn)動(dòng)矢量V (X，y)的各分量 的絕對(duì)值大大超過濾波器函數(shù)的濾波器尺寸(核大小)。假設(shè)運(yùn)動(dòng)矢量的各分量的絕對(duì)值 非常大。在這種情況下，因?yàn)槔缭陔娐飞蠟V波器尺寸(核大小)的最大尺寸是受限制的， 所以，當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，濾波器形狀可能變得不平衡。濾波器形狀變得不平衡是指，例如，濾 波器尺寸變?yōu)樵讦址较蛏详P(guān)于濾波器函數(shù)的中心非對(duì)稱。可以使用非對(duì)稱函數(shù)。然而，也 可以對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的移動(dòng)量施加限制。在第二實(shí)施例中，可以通過任何方法對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的移動(dòng)量施加限制，只要基準(zhǔn)點(diǎn)的 移動(dòng)量的絕對(duì)值比第一實(shí)施例中小即可。也就是說，第二實(shí)施例可以根據(jù)如下的不等式(5)來確定移動(dòng)量X| ^ I (i-1) X ((-Vx)/N)IY| ( (i-1) X ((-Vy)/N) …(5)此時(shí)，坐標(biāo)(0，0)是濾波器函數(shù)的中心坐標(biāo)。設(shè)Vx為運(yùn)動(dòng)矢量V (x，y)的χ分量， Vy 為運(yùn)動(dòng)矢量 V(x，y)的 y 分量。|X|、|Y|、I (i-1) | X ((-Vx)/N) | 及 | (i-1) | X ((-Vy)/ N) I 指示 X、Y、((i-1) X ((-Vx)/N))及((i-1) X ((-Vy)/N))的絕對(duì)值。例如，可以將根據(jù)等式(4)獲得的坐標(biāo)值簡(jiǎn)單地減少到一半。作為另一種選擇方 案，可以獲得根據(jù)等式(4)獲得的坐標(biāo)值的絕對(duì)值的平方根。根據(jù)另一方法，可以通過減小 濾波器尺寸來改善濾波器形狀的平衡。例如，在根據(jù)不等式(5)限制基準(zhǔn)點(diǎn)的移動(dòng)量之后， 可以對(duì)濾波器函數(shù)進(jìn)行適應(yīng)性的改變。例如，可以根據(jù)電路上的濾波器尺寸來改變?yōu)V波器 函數(shù)的方差(variance)。作為對(duì)應(yīng)用等式(4)的替代，如本實(shí)施例中根據(jù)例如不等式(5)來設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，使 得像第一實(shí)施例一樣，能夠減少在第二方法“空間頻率分離”中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的圖像滯 后。不必像第一方法“基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸?場(chǎng))插值” 一樣通過使用鄰近幀的圖像數(shù)據(jù)來 生成中間圖像；可以像第一實(shí)施例一樣，以小的計(jì)算量來生成子幀圖像?！吹谌龑?shí)施例〉在第一及第二實(shí)施例中，由LPF 101來執(zhí)行空間頻率分量的分離。在第三實(shí)施例 中，由高通濾波器(以下稱為HPF)來執(zhí)行空間頻率分量的分離。HPF可以是例如以基于空 間二階導(dǎo)數(shù)來確定濾波器系數(shù)的拉普拉斯濾波器(Laplacian Filter)為代表的濾波器函數(shù)。圖12是示出根據(jù)第三實(shí)施例的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。與圖1中相同的標(biāo) 號(hào)代表與第一實(shí)施例中相同的構(gòu)成要素。在第三實(shí)施例中，幀速率轉(zhuǎn)換單元100、運(yùn)動(dòng)矢量 檢測(cè)單元106及輸出單元108的操作與第一實(shí)施例中相同。與第一實(shí)施例中不同，濾波器系數(shù)生成單元107輸出HPF 1201使用的濾波器系 數(shù)。濾波器系數(shù)生成單元107基于旨在截除(過濾)低頻率的基本濾波器函數(shù)，來獲得濾 波器系數(shù)。然而，像第一實(shí)施例一樣，濾波器系數(shù)生成單元107通過依照從運(yùn)動(dòng)矢量檢測(cè)單 元106獲取到的運(yùn)動(dòng)矢量，平移基本濾波器函數(shù)，來獲得濾波器系數(shù)。更具體地說，濾波器 系數(shù)生成單元107根據(jù)第一實(shí)施例中的等式(4)或第二實(shí)施例中的不等式(5)，來計(jì)算濾波 器函數(shù)的基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)(X，Y)。然后，濾波器系數(shù)生成單元107通過依照基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì) 基本濾波器函數(shù)進(jìn)行平移，來獲得濾波器系數(shù)。HPF 1201 (替代生成單元(alternative generating unit))通過使用由濾波器系 數(shù)生成單元107生成的濾波器系數(shù)，截除(過濾)從幀速率轉(zhuǎn)換單元100獲取到的子幀圖 像A中的低于極限頻率的空間頻率。通過這種方式，HPF 1201生成高頻增強(qiáng)圖像H。標(biāo)號(hào) 1202表示減法器，其根據(jù)等式(6)，從子幀圖像A中減去由HPF 1201生成的高頻增強(qiáng)圖像 H。通過這種方式，減法器1202計(jì)算出低頻增強(qiáng)圖像L。L = A-H . . . (6)乘法器103、加法器104及開關(guān)105對(duì)低頻增強(qiáng)圖像L及高頻增強(qiáng)圖像H的操作與 第一實(shí)施例中相同。與第一及第二實(shí)施例類似，本實(shí)施例能夠減少在第二方法“空間頻率分離”中出現(xiàn)
16的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的圖像滯后。不必像第一方法“基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸?場(chǎng))插值”一樣通過使 用鄰近幀的圖像數(shù)據(jù)來生成中間圖像；可以像其他實(shí)施例一樣，以小的計(jì)算量來生成子幀 圖像。〈第四實(shí)施例〉在上述的各實(shí)施例中，構(gòu)成圖1或圖12中所示的裝置的各個(gè)單元通過硬件來實(shí) 現(xiàn)。然而，在本實(shí)施例中，構(gòu)成圖1或圖12中所示的裝置的各個(gè)單元通過軟件來實(shí)現(xiàn)。在 這種情況下，將軟件保持在計(jì)算機(jī)具有的各種類型的存儲(chǔ)設(shè)備中。當(dāng)CPU執(zhí)行該軟件時(shí)，計(jì) 算機(jī)實(shí)現(xiàn)圖1或圖12中所示的各單元的功能。圖16是示出能夠應(yīng)用本實(shí)施例的計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)的框圖。計(jì)算機(jī)1601是諸如 廣泛使用的個(gè)人計(jì)算機(jī)等的通用信息處理裝置。在計(jì)算機(jī)1601中，后述的各個(gè)模塊經(jīng)由總 線1607相互連接，并且能夠交換各種數(shù)據(jù)。依應(yīng)用計(jì)算機(jī)1601的裝置而定，圖16中所示的構(gòu)成要素并非全部是必須的。因 此，圖16中所示的部分構(gòu)成要素可以根據(jù)需要省略掉。此外，圖16中所示的構(gòu)成要素可以 用具有等同功能的硬件來替換。此外，計(jì)算機(jī)1601可以由多個(gè)計(jì)算機(jī)單元構(gòu)成。參照?qǐng)D16，標(biāo)號(hào)1602表示CPU，其通過使用被加載于主存儲(chǔ)器1603中的計(jì)算機(jī)程 序及數(shù)據(jù)，來控制整個(gè)計(jì)算機(jī)1601。CPU 1602執(zhí)行由應(yīng)用計(jì)算機(jī)1601的圖像處理裝置執(zhí) 行的上述各處理。主存儲(chǔ)器1603通常是RAM。主存儲(chǔ)器1603具有用于臨時(shí)存儲(chǔ)從各種類 型的存儲(chǔ)設(shè)備加載的程序及數(shù)據(jù)的區(qū)域。存儲(chǔ)設(shè)備包括HDD (硬盤驅(qū)動(dòng)器)1604、CD驅(qū)動(dòng)器 1609、DVD驅(qū)動(dòng)器1610及FDD (軟 (Floppy )盤驅(qū)動(dòng)器)1611。主存儲(chǔ)器1603還具有 用于臨時(shí)存儲(chǔ)經(jīng)由I/F(接口)1615從掃描器1617獲取到的圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域。此外，主存 儲(chǔ)器1603具有由CPU 1602用來執(zhí)行各種處理的工作區(qū)域。主存儲(chǔ)器1603能夠根據(jù)需要 提供包括以上區(qū)域的各種信息記錄場(chǎng)所。HDD 1604保持OS (操作系統(tǒng))及各種圖像(包括文檔圖像)等。HDD 1604保持使 CPU 1602控制圖16中所示的各個(gè)單元的功能的程序及數(shù)據(jù)。HDD 1604還保持使CPU 1602 執(zhí)行由應(yīng)用計(jì)算機(jī)1601的裝置執(zhí)行的上述各處理的程序及數(shù)據(jù)。保持在HDD 1604中的程 序及數(shù)據(jù)根據(jù)需要在CPU 1602的控制下被加載到主存儲(chǔ)器1603中，并由CPU 1602進(jìn)行處 理。請(qǐng)注意，HDD 1604可以保持被描述為存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器1603中的信息中的一些。標(biāo)號(hào)1605代表視頻控制器。視頻控制器1605將從主存儲(chǔ)器1603及HDD 1604等 接收到的顯示數(shù)據(jù)(例如圖像數(shù)據(jù)及字符數(shù)據(jù)等)，作為信號(hào)發(fā)送到監(jiān)視器1606。監(jiān)視器 1606包括CRT及液晶顯示器。監(jiān)視器1606基于從視頻控制器1605接收到的信號(hào)，來顯示 圖像及字符等。標(biāo)號(hào)1608代表用于將打印機(jī)1616連接到計(jì)算機(jī)1601的I/F。計(jì)算機(jī)1601將打 印數(shù)據(jù)經(jīng)由I/F 1608發(fā)送到打印機(jī)1616。計(jì)算機(jī)1601還能夠經(jīng)由I/F 1608，接收由打印 機(jī)1616發(fā)送的打印機(jī)1616的狀態(tài)信息。標(biāo)號(hào)1609代表⑶驅(qū)動(dòng)器，其讀出記錄在作為記 錄介質(zhì)的⑶上的程序及數(shù)據(jù)。⑶驅(qū)動(dòng)器1609還將讀出的程序及數(shù)據(jù)發(fā)送到HDD 1604及 主存儲(chǔ)器1603等。標(biāo)號(hào)1610代表DVD驅(qū)動(dòng)器，其讀出記錄在作為記錄介質(zhì)的DVD上的程序及數(shù)據(jù)。 DVD驅(qū)動(dòng)器1610還將讀出的程序及數(shù)據(jù)發(fā)送到HDD1604及主存儲(chǔ)器1603等。標(biāo)號(hào)1611代 表FDD，其讀出記錄在作為記錄介質(zhì)的軟 (floppy )盤上的程序及數(shù)據(jù)。FDD 1611還將讀出的程序及數(shù)據(jù)發(fā)送到HDD 1604及主存儲(chǔ)器1603等。標(biāo)號(hào)1613及1614分別代表作為操作輸入設(shè)備的鼠標(biāo)及鍵盤。計(jì)算機(jī)1601的用 戶能夠通過操作鼠標(biāo)1613及鍵盤1614，來向CPU 1602輸入各種指令。標(biāo)號(hào)1612代表用于 將鍵盤1614及鼠標(biāo)1613連接到總線1607的I/F。由用戶經(jīng)由鼠標(biāo)1613及鍵盤1614輸入 的操作指令作為信號(hào)經(jīng)由I/F 1612被發(fā)送到CPU 1602。標(biāo)號(hào)1615代表用于將通過讀取文檔及膠片等來生成圖像數(shù)據(jù)的掃描器1617連接 到計(jì)算機(jī)1601的I/F。由掃描器1617生成的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由I/F 1615被發(fā)送到HDD 1604 及主存儲(chǔ)器1603等。標(biāo)號(hào)1618代表用于與諸如其他計(jì)算機(jī)等的電子設(shè)備交換信息的I/F。 包括響應(yīng)于來自CPU 1602的指令而從網(wǎng)絡(luò)1619獲取到的圖像數(shù)據(jù)的信息，經(jīng)由I/F 1618 被發(fā)送到HDD 1604及主存儲(chǔ)器1603等。其他實(shí)施例以上，描述了四個(gè)實(shí)施例。然而，可以在本發(fā)明的主旨及范圍之內(nèi)，來對(duì)前述實(shí)施 例進(jìn)行各種改變。雖然已將各濾波器函數(shù)描述為基于高斯函數(shù)的函數(shù)，但是，可以使用任何 類型的濾波器函數(shù)?？梢酝ㄟ^依照等式(4)或不等式(5)對(duì)作為基礎(chǔ)的濾波器函數(shù)進(jìn)行平 移，來獲取濾波器系數(shù)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置能夠減少在第二方法“空間頻率分離”中出 現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的圖像滯后。不必像第一方法“基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸?場(chǎng))插值”一樣，通過 使用鄰近幀的圖像數(shù)據(jù)來生成中間圖像；能夠以小的計(jì)算量來生成子幀圖像。還可以由讀出并執(zhí)行記錄在存儲(chǔ)設(shè)備上的程序來執(zhí)行上述實(shí)施例的功能的系統(tǒng) 或裝置的計(jì)算機(jī)(或諸如CPU或MPU等的設(shè)備)，來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各方面；并且可以利用由 通過例如讀出并執(zhí)行記錄在存儲(chǔ)設(shè)備上的程序來執(zhí)行上述實(shí)施例的功能的系統(tǒng)或裝置的 計(jì)算機(jī)來執(zhí)行各步驟的方法，來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各方面。為此，例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或從充當(dāng)存儲(chǔ)設(shè) 備的各種類型的記錄介質(zhì)(例如，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))將程序提供給計(jì)算機(jī)。雖然參照示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不局限于所 公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)被給予最寬的解釋，以便涵蓋所有的這類 變型例及等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
一種圖像處理裝置，其處理由連續(xù)幀圖像構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)圖像，所述圖像處理裝置包括被構(gòu)造為獲得關(guān)注幀圖像作為輸入圖像并獲得繼所述關(guān)注幀圖像之后的幀圖像作為后續(xù)圖像的單元；被構(gòu)造為由所述輸入圖像獲得N個(gè)復(fù)制圖像的單元；生成單元，其被構(gòu)造為通過使用用于增強(qiáng)低頻分量的濾波器，由所述復(fù)制圖像來生成低頻分量被增強(qiáng)的低頻增強(qiáng)圖像；減法單元，其被構(gòu)造為由所述低頻增強(qiáng)圖像及所述復(fù)制圖像，來生成高頻分量被增強(qiáng)的高頻增強(qiáng)圖像；合成單元，其被構(gòu)造為通過將所述高頻增強(qiáng)圖像和所述低頻增強(qiáng)圖像以預(yù)定比率進(jìn)行合成，來生成高頻輸出圖像；以及輸出單元，其被構(gòu)造為選擇所述低頻增強(qiáng)圖像和所述高頻輸出圖像中的一者而非各所述復(fù)制圖像，并進(jìn)行輸出，所述生成單元包括被構(gòu)造為獲得在所述輸入圖像及所述后續(xù)圖像中描繪的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)矢量的單元；以及濾波器單元，其被構(gòu)造為當(dāng)處理所述復(fù)制圖像中的像素位置P處的像素時(shí)，通過針對(duì)所述復(fù)制圖像中的各像素位置，執(zhí)行指定在與所述運(yùn)動(dòng)矢量相反的方向上與所述復(fù)制圖像中的所述像素位置P間隔預(yù)定距離的像素位置Q的處理、對(duì)所述復(fù)制圖像中的所指定的像素位置Q周圍的像素應(yīng)用所述濾波器的處理，來獲得所述低頻增強(qiáng)圖像中的所述像素位置P處的像素值，以生成所述低頻增強(qiáng)圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中，所述減法單元生成通過從所述輸入圖 像的各像素值中減去所述低頻增強(qiáng)圖像中的對(duì)應(yīng)像素值而獲得的圖像，作為所述高頻增強(qiáng) 圖像，并且當(dāng)所述輸出單元針對(duì)一個(gè)輸入圖像輸出a個(gè)所述高頻輸出圖像和(N-a)個(gè)所述低頻增 強(qiáng)圖像時(shí)，所述合成單元生成通過將所述高頻增強(qiáng)圖像的各像素值乘以(N-a)得到的值與 所述低頻增強(qiáng)圖像的對(duì)應(yīng)像素值相加而獲得的圖像，作為所述高頻輸出圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中，當(dāng)處理針對(duì)所述輸入圖像的第i個(gè)復(fù)制 圖像時(shí)，所述濾波器單元獲取指示所述像素位置P的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)矢量，獲取具有通過將所 述運(yùn)動(dòng)矢量的值乘以(_(i_l)/N)而獲得的值的矢量作為移動(dòng)量，并指定從所述像素位置P 移動(dòng)所述移動(dòng)量而到達(dá)的位置作為所述像素位置Q。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，其中，所述濾波器單元獲取通過將所述濾波 器應(yīng)用于所述像素位置Q周圍的像素、通過將濾波器系數(shù)應(yīng)用于所述像素位置P周圍的像 素而獲得的值，所述濾波器系數(shù)是通過將提供所述濾波器的系數(shù)值的濾波器函數(shù)移動(dòng)所述 移動(dòng)量而獲得的。
5.一種圖像處理裝置，其處理由連續(xù)幀圖像構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)圖像，所述圖像處理裝置包括被構(gòu)造為獲得關(guān)注幀圖像作為輸入圖像并獲得繼所述關(guān)注幀圖像之后的幀圖像作為 后續(xù)圖像的單元；被構(gòu)造為由所述輸入圖像獲得N個(gè)復(fù)制圖像的單元；替代生成單元，其被構(gòu)造為通過使用用于增強(qiáng)高頻分量的濾波器，由所述復(fù)制圖像來 生成高頻分量被增強(qiáng)的高頻增強(qiáng)圖像；被構(gòu)造為由所述高頻增強(qiáng)圖像及所述復(fù)制圖像，來生成低頻分量被增強(qiáng)的低頻增強(qiáng)圖 像的單元；被構(gòu)造為通過將所述高頻增強(qiáng)圖像和所述低頻增強(qiáng)圖像以預(yù)定比率進(jìn)行合成，來生成 高頻輸出圖像的單元；以及被構(gòu)造為選擇所述低頻增強(qiáng)圖像和所述高頻輸出圖像中的一者而非各所述復(fù)制圖像 并進(jìn)行輸出的單元所述替代生成單元包括被構(gòu)造為獲得在所述輸入圖像及所述后續(xù)圖像中描繪的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)矢量的單元；以及 高頻增強(qiáng)圖像生成單元，其被構(gòu)造為當(dāng)處理所述復(fù)制圖像中的像素位置P處的像素 時(shí)，通過針對(duì)所述復(fù)制圖像中的各像素位置，執(zhí)行指定在與所述運(yùn)動(dòng)矢量相反的方向上與 所述復(fù)制圖像中的所述像素位置P間隔預(yù)定距離的像素位置Q的處理、對(duì)所述復(fù)制圖像中 的所指定的像素位置Q周圍的像素應(yīng)用所述濾波器的處理，來獲得所述高頻增強(qiáng)圖像中的 所述像素位置P處的像素值，以生成所述高頻增強(qiáng)圖像。
6.一種由圖像處理裝置執(zhí)行的圖像處理方法，所述圖像處理裝置包括被構(gòu)造為處理由 連續(xù)幀圖像構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)圖像的單元，所述圖像處理方法包括獲得關(guān)注幀圖像作為輸入圖像并獲得繼所述關(guān)注幀圖像之后的幀圖像作為后續(xù)圖像 的步驟；由所述輸入圖像獲得N個(gè)復(fù)制圖像的步驟；生成步驟，通過使用用于增強(qiáng)低頻分量的濾波器，由所述復(fù)制圖像來生成低頻分量被 增強(qiáng)的低頻增強(qiáng)圖像；由所述低頻增強(qiáng)圖像及所述復(fù)制圖像來生成高頻分量被增強(qiáng)的高頻增強(qiáng)圖像的步驟；通過將所述高頻增強(qiáng)圖像和所述低頻增強(qiáng)圖像以預(yù)定比率進(jìn)行合成來生成高頻輸出 圖像的步驟；以及輸出步驟，選擇所述低頻增強(qiáng)圖像和所述高頻輸出圖像中的一者而非各所述復(fù)制圖 像，并進(jìn)行輸出，所述生成步驟包括獲得在所述輸入圖像及所述后續(xù)圖像中描繪的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)矢量的步驟；以及 濾波器步驟，當(dāng)處理所述復(fù)制圖像中的像素位置P處的像素時(shí)，通過針對(duì)所述復(fù)制圖 像中的各像素位置，執(zhí)行指定在與所述運(yùn)動(dòng)矢量相反的方向上與所述復(fù)制圖像中的所述像 素位置P間隔預(yù)定距離的像素位置Q的處理、對(duì)所述復(fù)制圖像中的所指定的像素位置Q周 圍的像素應(yīng)用所述濾波器的處理，來獲得所述低頻增強(qiáng)圖像中的所述像素位置P處的像素 值，以生成所述低頻增強(qiáng)圖像。
7.—種由圖像處理裝置執(zhí)行的圖像處理方法，所述圖像處理裝置包括被構(gòu)造為處理由 連續(xù)幀圖像構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)圖像的單元，所述圖像處理方法包括獲得關(guān)注幀圖像作為輸入圖像并獲得繼所述關(guān)注幀圖像之后的幀圖像作為后續(xù)圖像 的步驟；由所述輸入圖像獲得N個(gè)復(fù)制圖像的步驟；替代生成步驟，通過使用用于增強(qiáng)高頻分量的濾波器，由所述復(fù)制圖像來生成高頻分 量被增強(qiáng)的高頻增強(qiáng)圖像；由所述高頻增強(qiáng)圖像及所述復(fù)制圖像來生成低頻分量被增強(qiáng)的低頻增強(qiáng)圖像的步驟；通過將所述高頻增強(qiáng)圖像和所述低頻增強(qiáng)圖像以預(yù)定比率進(jìn)行合成來生成高頻輸出 圖像的步驟；以及選擇所述低頻增強(qiáng)圖像和所述高頻輸出圖像中的一者而非各所述復(fù)制圖像并進(jìn)行輸 出的步驟，所述替代生成步驟包括獲得在所述輸入圖像及所述后續(xù)圖像中描繪的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)矢量的步驟；以及 生成所述高頻增強(qiáng)圖像的步驟，當(dāng)處理所述復(fù)制圖像中的像素位置P處的像素時(shí)，通 過針對(duì)所述復(fù)制圖像中的各像素位置，執(zhí)行指定在與所述運(yùn)動(dòng)矢量相反的方向上與所述復(fù) 制圖像中的所述像素位置P間隔預(yù)定距離的像素位置Q的處理、對(duì)所述復(fù)制圖像中的所指 定的像素位置Q周圍的像素應(yīng)用所述濾波器的處理，來獲得所述高頻增強(qiáng)圖像中的所述像 素位置P處的像素值，以生成所述高頻增強(qiáng)圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供圖像處理裝置及圖像處理方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種圖像處理裝置，該圖像處理裝置包括被構(gòu)造為獲得輸入圖像及后續(xù)圖像的單元；被構(gòu)造為由所述輸入圖像獲得N個(gè)復(fù)制圖像的單元；生成單元，其被構(gòu)造為生成低頻增強(qiáng)圖像；減法單元，其被構(gòu)造為生成高頻增強(qiáng)圖像；合成單元，其被構(gòu)造為生成高頻輸出圖像；以及輸出單元，其被構(gòu)造為選擇并輸出所述低頻增強(qiáng)圖像和所述高頻輸出圖像中的一者。所述生成單元包括被構(gòu)造為獲得對(duì)象的運(yùn)動(dòng)矢量的單元；以及濾波器單元，其被構(gòu)造為對(duì)所述復(fù)制圖像中的指定的像素位置Q周圍的像素應(yīng)用濾波器，以獲得所述低頻增強(qiáng)圖像中的所述像素位置P處的像素值。
文檔編號(hào)G06T5/00GK101902561SQ20101018856
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者水野良亮 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社