信號處理裝置、控制程序和集成電路的製作方法

2023-05-17 00:26:06 1

專利名稱：信號處理裝置、控制程序和集成電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及通過使圖像銳化來提高畫質的信號處理裝置等。
背景技術：
以往，在圖像處理裝置等中，為了改善圖像的畫質，進行使圖像銳化的處理(以下為銳化處理)。例如，在現有的電視接收機中，進行使與顯示於本機的圖像的輪廓部相當的圖像信號的上升沿和下降沿陡峭的輪廓補償。如下進行該輪廓補償提取輸入到電視接收機的顯示器的圖像信號(亮度信號)的高頻成分，將使該提取的高頻成分放大後的成分與上述輸入的圖像信號相加。由此，通過在電視接收機內的各電路中進行的處理來改善惡化的圖像信號的頻率特性，提高看到的畫質。
在此，在動態圖像的情況下，運動區域中容易產生運動模糊，因此運動區域一般比靜止區域看起來模糊。因此，以往，對動態圖像的運動區域實施也稱為非銳化屏蔽(UnsharpMask)的所謂銳化處理。此外，作為改善動態圖像中的運動區域的運動模糊的技術，有專利文獻I公開的技木。專利文獻I公開的技術是生成對運動區域進行背光源的點亮控制的PWM脈衝(驅動電壓波形)的技術。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本公開專利公報「特開2009-198935號公報(
公開日2009年9月3 曰)，，

發明內容
發明要解決的問題然而，現有技術的銳化處理通常是對作為處理對象的圖像信號實施線性運算的處理。因此，在現有技術的銳化處理中，無法利用比奈奎斯特(Nyquist)頻率高的頻率成分(作為處理對象的圖像信號中不包含的高頻率成分)，因此存在無法充分改善畫質的問題。另外，專利文獻I公開的技術不過是通過控制背光源的點亮來模擬地減少運動區域的模糊感，而不是使影像信號銳化的技木。本發明是鑑於上述問題而完成的，其目的在於提供能利用簡易的構成使動態圖像高度地銳化的信號處理裝置、控制程序和集成電路。用於解決問題的方案為了解決上述課題，本發明的信號處理裝置的特徵在於，對表示包括在時間上連續的多個幀的動態圖像的信號實施使上述動態圖像銳化的處理，輸出表示該銳化後的動態圖像的信號，上述信號處理裝置具備運動檢測單元，其按每個包括構成上述幀的I個或者相鄰的多個像素的塊區域檢測上述幀間的運動；第I高頻成分生成単元，其生成使表示由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域的動態圖像的信號銳化後的高次諧波；以及信號輸出單元，其針對由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域，輸出使作為表示該塊區域的動態圖像的信號的運動區域信號銳化後的上述高次諧波，針對由上述運動檢測單元未檢測出上述運動的上述塊區域，輸出作為表示該塊區域的動態圖像的信號的非運動區域信號，並且，上述第I高頻成分生成単元具備第I低頻成分除去単元，其從上述運動區域信號中包含的頻率成分至少除去直流 成分，由此生成並輸出第I低頻除去信號；第I非線性處理單元，其將上述第I低頻除去信號作為輸入，生成第I非線性處理信號，輸出該第I非線性處理信號，該第I非線性處理信號維持上述第I低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第I低頻除去信號的值為O附近時，相對於上述第I低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及加法単元，其將上述運動區域信號和上述第I非線性處理信號相加，由此生成上述高次諧波。另外，本發明的集成電路的特徵在於，對表示包括在時間上連續的多個幀的動態圖像的信號實施使上述動態圖像銳化的處理，輸出表示該銳化後的動態圖像的信號，上述集成電路具備運動檢測電路，其按每個包括構成上述幀的I個或者相鄰的多個像素的塊區域，檢測上述幀間的運動；高頻成分生成電路，其生成使表示由上述運動檢測電路檢測出上述運動的上述塊區域的動態圖像的信號銳化後的高次諧波；以及信號輸出電路，其針對由上述運動檢測電路檢測出上述運動的上述塊區域，輸出使作為表示該塊區域的動態圖像的信號的運動區域信號銳化後的上述高次諧波，針對由上述運動檢測電路未檢測出上述運動的上述塊區域，輸出作為表示該塊區域的動態圖像的信號的非運動區域信號，並且，上述高頻成分生成電路具有低頻成分除去電路，其從上述運動區域信號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；非線性處理電路，其將上述低頻除去信號作為輸入，生成非線性處理信號，輸出該非線性處理信號，該非線性處理信號維持上述低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述低頻除去信號的值為0附近時，相對於上述低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及加法電路，其將上述運動區域信號和上述非線性處理信號相加，由此生成上述高次諧波。根據上述信號處理裝置的構成，按每個塊區域檢測幀間的運動，生成使表示檢測出運動的塊區域(以下，運動區域)的動態圖像的信號銳化後的高次諧波，對於運動區域輸出上述高次諧波，對於未檢測出運動的塊區域(以下為靜止區域)輸出作為表示該靜止區域的動態圖像的信號的非運動區域信號。並且，在生成上述高次諧波時，首先從表示運動區域的動態圖像的運動區域信號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。然後，生成第I非線性處理信號，第I非線性處理信號維持第I低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在第I低頻除去信號的值為0附近時，相對於第I低頻除去信號非線性地廣義單調增加。然後，將運動區域信號和第I低頻除去信號相加，由此生成上述高次諧波。由此，能輸出對表示動態圖像中的運動區域的圖像的運動區域信號實施了非線性處理的信號。在此，上述高次諧波是將運動區域信號和對第I低頻除去信號實施了平方等非線性處理後的第I非線性處理信號相加而生成的。其中，生成的信號的符號的正負維持第I低頻除去信號的符號的正負。因此，在上述高次諧波中含有表示運動區域的圖像的信號的頻率成分中不包含的高頻帶的頻率成分。其結果是，上述高次諧波含有比將表示運動區域的圖像的信號離散化的情況下的採樣頻率的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成中，與上述同樣，能輸出對表示動態圖像中的運動區域的圖像的運動區域信號實施了非線性處理的信號。因此，本發明的信號處理裝置和集成電路能使表示運動區域的圖像的運動區域信號中包含的相當於邊緣部分的信號的上升沿和下降沿陡峭。特別是與實施線性運算的現有的銳化處理相比，能使與邊緣部分相當的信號的上升沿和下降沿更高度地陡峭。其結果是，本發明的信號處理裝置和集成電路能實現如下效果能使運動區域的圖像高度地銳化，大大減少動態圖像中的運動區域的運動模糊，提高畫質和解析度感。
另外，本發明的信號處理裝置的特徵在於，對表示包括在時間上連續的多個幀的動態圖像的信號實施使上述動態圖像銳化的處理，輸出表示該銳化後的動態圖像的信號，上述信號處理裝置具備運動檢測單元，其按每個包括構成上述幀的I個或者相鄰的多個像素的塊區域檢測上述幀間的運動；第I高頻成分生成単元，其生成使表示由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域的包括在動態圖像的主掃描方向上相鄰排列的像素的像素群的信號銳化後的第I銳化信號；第2高頻成分生成単元，其生成使表示由上述第I銳化信號表示的動態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銳化後的第2銳化信號；以及信號輸出單元，其針對由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域，輸出使作為表示該塊區域的動態圖像的信號的運動區域信號銳化後的上述第2銳化信號，針對由上述運動檢測單元未檢測出上述運動的上述塊區域，輸出作為表示該塊區域的動態圖像的信號的非運動區域信號，並且，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中包含的頻率成分至少除去直流成分，由此生成並輸出第I低頻除去信號，其中上述主掃描方向信號是表示由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域的動態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；第I非線性處理單元，其生成第I非線性處理信號，該第I非線性處理信號維持上述第I低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第I低頻除去信號的值為0附近時，相對於上述第I低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及第I加法単元，其將上述主掃描方向信號和上述第I非線性處理信號相加，由此生成上述第I銳化信號，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，其中，上述副掃描方向信號是表示由上述第I銳化信號表示的動態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；第2非線性處理單元，其生成並輸出第2非線性處理信號，該第2非線性處理信號維持上述第2低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第2低頻除去信號的值為0附近時，相對於上述第2低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及第2加法単元，其將上述副掃描方向信號和上述第2非線性處理信號相加，由此生成上述第2銳化信號。根據上述構成，按每個塊區域檢測幀間的運動，生成使作為表示檢測出運動的塊區域(以下為運動區域)的動態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的主掃描方向信號銳化後的第I銳化信號，而且，生成使作為表示由第I銳化信號表示的動態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的副掃描方向信號銳化後的第2銳化信號。然後，對於運動區域輸出第2銳化信號，對於未檢測出運動的塊區域(以下為靜止區域)輸出作為表示該靜止區域的動態圖像的信號的非運動區域信號。並且，在生成上述第I銳化信號時，首先從表示運動區域的動態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。然後，生成第I非線性處理信號，第I非線性處理信號維持第I低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在第I低頻除去信號的值為0附近時，相對於第I低頻除去信號非線性地廣義單調增加。然後，將第I非線性處理信號與主掃描方向信號相加，由此生成上述第I銳化信號。同樣，在生成上述第2銳化信號時，首先，從作為表示由第I銳化信號表示的動態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的副掃描方向信號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。然後，生成第2非線性處理信號，第2非線性處理信號維持第2低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在第2低頻除去信號的值為0附近時，相對於第2低頻除去信號非線性地廣義單調增加。然後，將第2非線性處理信號與副掃描方向信號相加，由此生成上述第2銳化信號。 由此，能輸出對動態圖像中的運動區域的動態圖像的主掃描方向和副掃描方向實施了非線性處理的信號。在此，上述第I銳化信號是將主掃描方向信號和對第I低頻除去信號實施了平方等非線性處理後的第I非線性處理信號相加而生成的。其中，生成的信號的符號的正負維持第I低頻除去信號的符號的正負。同樣，上述第2銳化信號是將副掃描方向信號和對第2低頻除去信號實施了平方等非線性處理後的第2非線性處理信號相加而生成的。其中，生成的信號的符號的正負維持第2低頻除去信號的符號的正負。因此，上述第2銳化信號中含有表示運動區域的圖像的信號的頻率成分中不包含的高頻帶的頻率成分。其結果是，上述第2銳化信號含有比將表示運動區域的圖像的信號離散化的情況下的採樣頻率的1/2的頻率即奈奎斯特頻率高的頻率成分。因此，本發明的信號處理裝置能使表示運動區域的圖像的信號中包含的相當於邊緣部分的信號的上升沿和下降沿陡峭。特別是與實施線性運算的現有的銳化處理相比，能使與邊緣部分相當的信號的上升沿和下降沿更高度地陡峭。其結果是，本發明的信號處理裝置能實現如下效果能使運動區域的圖像高度地銳化，大大減少動態圖像中的運動區域的運動模糊，提高畫質和解析度感。發明效果如上所述，本發明的信號處理裝置對表示包括在時間上連續的多個幀的動態圖像的信號實施使上述動態圖像銳化的處理，輸出表示該銳化後的動態圖像的信號，上述信號處理裝置具備運動檢測單元，其按每個包括構成上述幀的I個或者相鄰的多個像素的塊區域檢測上述幀間的運動；第I高頻成分生成単元，其生成使表示由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域的圖像的信號銳化後的高次諧波；以及信號輸出單元，其針對由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域，輸出使作為表示該塊區域的動態圖像的信號的運動區域信號銳化後的上述高次諧波，針對由上述運動檢測單元未檢測出上述運動的上述塊區域，輸出作為表示該塊區域的動態圖像的信號的非運動區域信號，並且，上述第I高頻成分生成単元具備第I低頻成分除去単元，其從上述運動區域信號中包含的頻率成分至少除去直流成分，由此生成並輸出第I低頻除去信號；第I非線性處理單元，其將上述第I低頻除去信號作為輸入，生成第I非線性處理信號，輸出該第I非線性處理信號，該第I非線性處理信號維持上述第I低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第I低頻除去信號的值為O附近時，相對於上述第I低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及加法単元，其將上述運動區域信號和上述第I非線性處理信號相加，由此生成上述高次諧波。另外，本發明的集成電路對表示包括在時間上連續的多個幀的動態圖像的信號實施使上述動態圖像銳化的處理，輸出表示該銳化後的動態圖像的信號，上述集成電路具備運動檢測電路，其按每個包括構成上述幀的I個或者相鄰的多個像素的塊區域，檢測上述幀間的運動；高頻成分生成電路，其生成使表示由上述運動檢測電路檢測出上述運動的上述塊區域的圖像的信號銳化後的高次諧波；以及信號輸出電路，其針對由上述運動檢測電路檢測出上述運動的上述塊區域，輸出使作為表示該塊區域的動態圖像的信號的運動區域信號銳化後的上述高次諧波，針對由上述運動檢測電路未檢測出上述運動的上述塊區域，輸出作為表示該塊區域的動態圖像的信號的非運動區域信號，並且，上述高頻成分生成電路具有低頻成分除去電路，其從上述運動區域信號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；非線性處理電路，其將上述低頻除去信號作為輸入，生成非線性處理信號，輸出該非線性處理信號，該非線性處理信號維持上述低頻除去信號的符號的正負， 並且，至少在上述低頻除去信號的值為0附近時，相對於上述低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及加法電路，其將上述運動區域信號和上述非線性處理信號相加，由此生成上述高次諧波。因此，能輸出對表示動態圖像中的運動區域的圖像的運動區域信號實施了非線性處理的信號。因此，能使表示運動區域的圖像的運動區域信號中包含的相當於邊緣部分的信號的上升沿和下降沿陡峭。特別是，與實施線性運算的現有的銳化處理相比，能使與邊緣部分相當的信號的上升沿和下降沿更高度地陡峭。其結果是，本發明的信號處理裝置和集成電路能實現如下效果能使運動區域的圖像高度地銳化，大大減少動態圖像中的運動區域的運動模糊，提高畫質和解析度感。另外，本發明的信號處理裝置對表示包括在時間上連續的多個幀的動態圖像的信號實施使上述動態圖像銳化的處理，輸出表示該銳化後的動態圖像的信號，上述信號處理裝置具備運動檢測單元，其按每個包括構成上述幀的I個或者相鄰的多個像素的塊區域檢測上述幀間的運動；第I高頻成分生成単元，其生成使表示由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域的動態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銳化後的第I銳化信號；第2高頻成分生成単元，其生成使表示由上述第I銳化信號表示的動態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銳化後的第2銳化信號；以及信號輸出單元，其針對由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域，輸出使作為表示該塊區域的動態圖像的信號的運動區域信號銳化後的上述第2銳化信號，針對由上述運動檢測單元未檢測出上述運動的上述塊區域，輸出作為表示該塊區域的動態圖像的信號的非運動區域信號，並且，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中包含的頻率成分至少除去直流成分，由此生成並輸出第I低頻除去信號，其中上述主掃描方向信號是表示由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域的動態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；第I非線性處理單元，其生成第I非線性處理信號，該第I非線性處理信號維持上述第I低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第I低頻除去信號的值為O附近時，相對於上述第I低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及第I加法単元，其將上述主掃描方向信號和上述第I非線性處理信號相加，由此生成上述第I銳化信號，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，其中，上述副掃描方向信號是表示由上述第I銳化信號表示的動態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；第2非線性處理單元，其生成並輸出第2非線性處理信號，該第2非線性處理信號維持上述第2低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第2低頻除去信號的值為O附近時，相對於上述第2低頻除去信號非線性地廣義單調増加；以及第2加法単元，其將上述副掃描方向信號和上述第2非線性處理信號相カロ，由此生成上述第2銳化信號。因此，能輸出對動態圖像中的運動區域的動態圖像的主掃描方向和副掃描方向實施了非線性處理的信號。因此，能使表示運動區域的圖像的信號中包含的相當於邊緣部分的信號的上升沿 和下降沿陡峭。特別是，與實施線性運算的現有的銳化處理相比，能使與邊緣部分相當的信號的上升沿和下降沿更高度地陡峭。其結果是，本發明的信號處理裝置能實現如下效果能使運動區域的圖像高度地銳化，大大減少動態圖像中的運動區域的運動模糊，提高畫質和解析度感。通過以下示出的記載來充分了解本發明的其它目的、特徵和優點。另外，由參照附圖的如下說明來明確本發明的優點。


圖I是示出本發明的一個實施方式的信號處理裝置的構成的框圖。圖2是示出本發明的信號處理裝置中包括的銳化處理部的構成的框圖。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變換信號的波形的圖。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的波形的圖。圖6 (b)是示意性地示出利用現有技術將圖6(a)示出的信號增強後的波形的圖。圖7是示出本發明的信號處理裝置中包括的銳化處理部的其它構成的框圖。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變換信號的波形的圖。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的波形的圖。圖10是示出本發明的信號處理裝置中包括的銳化處理部的另ー其它構成的框圖。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的波形的圖。圖12是示出本發明的信號處理裝置中包含的銳化處理部的另ー其它構成的框圖。圖13是示出本發明的信號處理裝置中包含的銳化處理部的另ー其它構成的框 圖。圖14是示出本發明的信號處理裝置中包含的運動檢測部的構成例的框圖。圖15(a)是示出第M幀的信號的波形的示意圖。圖15(b)是示出第M+1幀的信號的波形的示意圖。圖15(c)是示出圖15(a)所示的信號與圖15(b)所示的信號的差分(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幀的邊緣成分後的結果的示意圖。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後的結果的示意圖。圖16是示出圖I所示的信號處理裝置的實用例的框圖。圖17是示出本發明的其它實施方式的信號處理裝置的構成的框圖。圖18是示出圖17所示的信號處理裝置的實用例的框圖。
具體實施例方式(信號處理裝置的概要)概而言之，各實施方式的信號處理裝置(集成電路)500是對表示動態圖像的數位訊號(以下也稱為圖像信號)實施用於使動態圖像銳化的銳化處理的裝置。在此，銳化處理是指，通過實施後述的非線性運算來使與動態圖像中包含的輪廓部分(邊緣)相當的信號的上升沿和下降沿陡峭(增強)的處理。此外，在不區別後述的信號處理裝置500a 500d時，單記為「信號處理裝置500」。另外，以下將輸入信號處理裝置500的圖像信號記為輸入信號SA。另外，將從信號處理裝置500輸出的圖像信號記為輸出信號S0。如後所述，信號處理裝置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能使輸出信號含有輸入的信號中不包含的高頻成分(具體地說，比作為將輸入的信號離散化的情況下的採樣頻率的1/2的頻率即奈奎斯特頻率高的頻率成分)。因此，當由信號處理裝置500進行銳化處理吋，與現有技術那樣用線性運算進行銳化處理的情況相比，能使與圖像中包含的邊緣相當的信號的上升沿和下降沿更陡蛸。此外，用輸入信號SA表示的動態圖像例如由標準清晰度電視(SDTV :StandardDefinition Television)或者高清晰度電視(HDTV High Definition Television)的接收機等進行實時顯示。此外，動態圖像包括在時間上連續的多個幀(畫面)。另外，對輸入信號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據列(像素值的系列)構成的情況進行說明，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據列構成。(銳化處理部的概要)下面說明作為信號處理裝置500的構成要素的銳化處理部100的概要。此外，銳化處理部100可以是後述的銳化處理部IOOa IOOe中的任ー個。在不區別銳化處理部IOOa IOOe時，單記為「銳化處理部100」。銳化處理部100對輸入銳化處理部100的信號實施用於使波形銳化的銳化處理，輸出該銳化的信號。在此，銳化處理是指使輸入的信號的上升沿和下降沿陡峭(增強)的處理。特別是輸入的信號是表示圖像的信號的情況，使與圖像中包含的輪廓部分(邊緣)相當的信號的上升沿和下降沿陡峭。
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以下將輸入銳化處理部100的信號也記為輸入信號Sin。另外，將從銳化處理部100輸出的信號也記為輸出信號Sout (高次諧波，第I銳化信號，第2銳化信號)。另外，如後所述，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，在不區別後述的非線性處理部102a 102e吋，單記為「非線性處理部102」。並且，銳化處理部100由非線性處理部102對輸入信號Sin的高頻成分實施非線性運算，由此使輸出信號Sout包含輸入信號Sin中不包含的高頻成分(具體地說，比將輸入信號Sin離散化的情況下的採樣頻率的1/2的頻率即奈奎斯特頻率高的頻率成分)。因此，當由銳化處理部100進行銳化處理吋，與基於線性運算的銳化處理相比，能使輸入信號Sin的上升沿和下降沿更陡蛸。此外，也將輸出信號Sout記為輸入信號Sin的高次諧波。後面說明銳化處理部100的詳細構成。〔實施方式I〕根據圖I至圖16如下說明本發明的一個實施方式。此外，將本實施方式的信號處理裝置500記為信號處理裝置500a。信號處理裝置500a是對由輸入信號SA表示的動態圖像的運動區域實施銳化處理的裝置。動態圖像中的模糊感大的地方是運動區域，因此能通過對運動區域實施銳化處理來提高動態圖像的解析度感。此外，本說明書中的「運動區域」是指在幀間有運動的區域，但是可以將全部不靜止的區域設為運動區域，也可以僅將有某種程度運動(運動量為規定的閾值以上)的區域設為運動區域。另外，對動態圖像的銳化處理是對主掃描方向(橫方向，水平方向)、副掃描方向(縱方向，垂直方向)、時間方向進行的，但是在說明信號處理裝置500a的構成時，不特別提到實施銳化處理的方向。此外，後面說明對主掃描方向、副掃描方向、時間方向的銳化處理。(信號處理裝置的構成)參照圖I來說明信號處理裝置500a的構成。圖I是示出信號處理裝置500a的構成的框圖。如該圖所示，信號處理裝置500a具備銳化處理部100、運動檢測部(運動檢測單元)200、信號輸出部(輸出信號生成單元)300以及延遲處理部400。
如上所述，銳化處理部100對輸入信號SA中包含的高頻成分實施非線性運算，由此輸出輸入信號SA的高次諧波。後面說明銳化處理部100的詳細構成。然後，運動檢測部200按每個塊區域檢測幀間的運動，上述塊區域包括構成幀的I個或者相鄰的多個像素，上述幀構成由輸入信號SA表示的動態圖像。優選的塊區域包括(I) I個像素或者(2)包括4像素X4像素的16像素，但是不限於此。另外，並不一定需要檢測塊區域中包含的全部像素的運動，只要對塊區域中包含的至少I個像素檢測運動即可。此外，檢測運動的方法沒有特別限定，能使用各種方法。例如，可以是通過單純地求出幀間差分來檢測運動的構成，也可以通過後述圖14示出的構成來檢測運動。然後，運動檢測部200將每個塊區域的運動的檢測結果通知信號輸出部300。 接下來，信號輸出部300是根據運動檢測部200的運動檢測結果來切換連接點Out與連接點Inl和連接點In2的連接的開關。具體地說，在由運動檢測部200檢測出運動時，將連接點Out和連接點Inl連接。在這種情況下，從銳化處理部100輸出的信號(運動區域信號)作為輸出信號SO從信號輸出部300輸出。另ー方面,在由運動檢測部200未檢測出運動時，將連接點Out和連接點In2連接。在這種情況下，從延遲處理部400輸出的信號(非運動區域信號)作為輸出信號SO從信號輸出部300輸出。接下來，延遲處理部400是調整輸入信號SA與從銳化處理部100輸出的信號之間的定時的延遲電路，包括延遲元件。根據上述構成，信號輸出部300針對由運動檢測部200檢測出運動的塊區域，將從銳化處理部100輸出的輸出信號Sout作為輸出信號SO輸出。另ー方面,針對由運動檢測部200未檢測出運動的塊區域,將輸入信號SA原樣作為輸出信號SO輸出。(銳化處理部的構成)下面說明銳化處理部100的詳細構成。(銳化處理部的構成例I)圖2是示出銳化處理部IOOa的構成的框圖。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。首先說明高頻成分提取部11。概略地說，高頻成分提取部11提取輸入信號Sin中包含的高頻成分，作為高頻信號Sll (第I低頻除去信號，第2低頻除去信號，第3低頻除去信號，第4低頻除去信號，低頻除去信號)輸出。參照圖3說明高頻成分提取部11的構成。圖3是示出高頻成分提取部11的構成的框圖。如該圖所示，高頻成分提取部11具備濾波器110、圓滑處理部(低電平信號除去單兀)132和限幅器(聞電平イ目號除去單兀)133。濾波器110濾波器110具備m-1個單位延遲元件Illh (h = 1，2，".，Hi-I:!!!表示3以上的正整數)、m個乘法部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Sin為輸入，輸出高頻帶信號SHl。各個單位延遲元件Illh輸出使所輸入的信號分別延遲単位時間的信號。此外，對單位延遲元件1111 (h = I)輸入輸入信號Sin。各個乘法部112k對輸入的信號乘以係數Ck，將該相乘的結果輸出到加法部131。在此，係數Ck是為了使濾波器110發揮高通濾波器的功能而預先設定的。例如，在m= 3的情況下，設定為Cl = 0. 5，C2 = -1，C3 = 0. 5，由此濾波器110發揮高通濾波器的功能。加法部131將從乘法部112k輸出的信號相加，由此生成高頻帶信號SH1。此外，如一般所知，低通濾波器能比高通濾波器容易實現。因此，濾波器110也可以用低通濾波器來構成。圖4示出濾波器110的其它構成例。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。為了不使後級的非線性處理部102放大噪聲，圓滑處理部132除去高頻帶信號SHl中包含的視為噪聲的低電平信號，由此生成低電平除去信號SH2。具體地說，將高頻帶信號SHl的信號值中的絕對值為規定的下限值LV以下的信號值變更為「0」，由此生成低電平除去信號SH2。

例如，在輸入信號Sin能取-255至255任一整數值的情況下，設下限值LV為「2」，則將高頻帶信號SH I的信號值中的絕對值為「2」以下的信號值全部視為噪聲而變更為「0」(也就是圓滑)。然後，為了使已經具有足夠能量的信號不由後級的非線性處理部102進ー步放大，限幅器133除去低電平除去信號SH2中包含的高電平的信號值，由此生成高頻信號S11。具體地說，為了使低電平除去信號SH2的信號值為規定的上限值UVl以下，對低電平除去信號SH2的信號中的絕對值大於上限值UVl的部分進行將絕對值變更為上限值UVl以下的處理(以下記為裁剪(clip)處理)，由此生成高頻信號S11。例如，對低電平除去信號SH2的信號值的絕對值超過「64」的部分，將該部分的信號值按符號變更為「64」或者「-64」。或者，也可以變更為「O」。此外，在輸入信號Sin為8比特信號的情況下，在上述濾波器110中，對於該8比特信號，將例如12比特運算中限制為3rdMSB(8比特信號中為64或者-64程度)以下的信號與輸入信號Sin相加。因此，圓滑處理部132和限幅器133進行將濾波器110中進行運算的結果限制為與8比特信號相當的處理。另外，上述高頻成分提取部11構成為具備圓滑處理部132和限幅器133，也可以構成為具備將它們形成為一體的部件。下面說明非線性處理部102a。如圖2所示，非線性處理部102a具備非線性運算部(偶數乘方運算單元，平方根運算單元)21、符號變換部(符號變換單元)41和限幅器(第I振幅調整單元，第2振幅調整單元)51。非線性運算部21對高頻信號Sll實施非線性運算，生成非線性信號S21。在此，說明由非線性運算部21進行的非線性運算。以下，設對非線性運算部21的輸入信號值為X，來自非線性運算部21的輸出信號值為y，將由非線性運算部21進行的非線性運算用I = f(x)的函數表示。在此，函數f (X)是正負對稱(原點對稱)地單調增加的非線性函數。此外，單調增加是指廣義的單調增加。其中，函數f(X)只要至少在X =「0」的附近單調增加即可。另外，優選函數f(x)至少在X = 「0」的附近為|f(X)| > X |。這種函數f(x)能舉出例如由下述數學式(I) (3)所示的函數。此外，在使用由下述數學式⑵和⑶示出的函數f(x)的情況下，該函數f(x)在0彡X彡I的區間中的值的增加大，因此優選在該區間使用。
[數I]f(x) =x2n (n 為自然數)……(I)[數2]f(x) = |x|1/2......⑵[數3]f(x) = |x|1/10......⑶在使用上述數學式(I)作為函數f(x)的情況下，非線性運算部21以2以上的偶數為冪指數對高頻信號Sll進行乘方，由此生成非線性信號S21 (偶數乘方信號，平方根信 號)。例如，在上述數學式(I)中n = I的情況(也就是說，f (X) = X2的情況)下，非線性 運算部21對高頻信號Sll進行平方，由此生成非線性信號S21。在這種情況下，當構成高頻信號Sll的數據列為X1，X2，X3，…時，對高頻信號Sll進行平方後的非線性信號S21為包括數據列X12，X22，X32，…的數位訊號。另外，在高頻信號Sll的信號值為-255 255中的任一整數值的情況下，在使用函數f(x)時，也可以將X用255進行標準化。例如，也可以使用將由上述數學式(2)示出的函數f(x)的右邊的X用x/255進行標準化並且在右邊乘以255得到的下述數學式(4)來代替使用上述數學式(2)。此外，下述數學式(4)滿足f(x) > X的條件。[數4]f (X) = 255 I x/255 1/2......(4)在上述數學式⑷中，對由上述數學式⑵示出的函數f(x)的右邊的X用255進行標準化，並且在右邊乘以255，但是在右邊相乘的數值不需要是與用於標準化的值(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的下述數學式(5)。[數5]f (X) = 100 I x/255 11/2......(5)另外，函數f(x)也可以使用下述數學式(6)示出的三角函數。[數6]f (X) = 255 I sin [ (x/255) (Ji/2) ] ......(6)然後，符號變換部41根據高頻信號Sll的符號比特信息，生成使高頻信號Sll的符號反映到非線性信號S21後的信號作為符號變換信號S41。即，符號變換部41對非線性信號S21中符號與高頻信號Sll相同的部分原樣維持符號。另ー方面，對非線性信號S21中符號與高頻信號Sll不同的部分使符號的正負顛倒。然後，限幅器51進行調整符號變換部41生成的符號變換信號S41的振幅(信號電平，強度)的處理(以下也記為振幅調整處理)，由此生成非線性處理信號(第I非線性處理信號，第2非線性處理信號，第3非線性處理信號，第4非線性處理信號)S12。具體地說，限幅器51對符號變換信號S41乘以規定倍率值a (I a I < I)，由此調整符號變換信號S41的振幅。此外，優選倍率值a能根據影像的運動、噪聲的量而適當地設定。此外，優選在使倍率值a為固定值的情況下，例如使絕對值為0. 5以下的值。而且，為了不便已經具有足夠的能量的信號進ー步放大，限幅器51對非線性處理信號S12的信號中的絕對值大於上限值UV2的部分進行將絕對值變更為該上限值UV2以下的處理(以下也記為裁剪處理)，以使非線性處理信號S12的信號值為規定的上限值UV2以下。例如，對非線性處理信號S12的信號值的絕對值超過「64」的部分，根據符號將該部分的信號值變更為「64」或者「-64」。或者也可以變更為「O」。此外，非線性處理部102a也可以構成為不具備限幅器51，不進行符號變換信號S41的振幅調整處理和裁剪處理。在這種情況下，符號變換部41生成的符號變換信號S41作為非線性處理信號S12從非線性處理部102a輸出。最後說明加法部15。加法部15將非線性處理信號S12作為補償用信號與輸入信號Sin相加，由此生成輸出信號Sout。此外,加
(構成例I中的信號的波形)下面參照圖5(a) (e)說明由銳化處理部IOOa的各部生成的信號的波形。圖5(a) (e)是示意性地示出由銳化處理部IOOa的各部生成的信號的波形的圖。在此，圖5(a)所不的信號是作為輸入信號Sin輸入銳化處理部IOOa的信號。首先，當輸入信號Sin被輸入高頻成分提取部11時，輸入信號Sin中包含的高頻成分被提取，生成圖5(b)示出的高頻信號S11。然後，在由非線性處理部102a的非線性運算部21進行的非線性運算為f (x) = X2的情況下，由非線性運算部21生成將高頻信號Sll進行平方後的非線性信號S21 (參照圖5(c))。然後，當非線性信號S21被輸入符號變換部41時，生成圖5 (d)示出的符號變換信號S41。如該圖所示，符號變換信號S41維持圖5(b)示出的高頻信號Sll的符號的正負。然後，當符號變換信號S41被輸入限幅器51時，進行振幅調整處理和裁剪處理，生成非線性處理信號S12。然後，當利用加法部15將非線性處理信號S12與輸入信號Sin相加時，生成輸出信號Sout (參照圖5(e))。此外，圖5(e)示出的非線性處理信號S12中的信號的上升沿和下降沿比用線性運算來增強輸入信號Sin的情況下的信號的上升沿和下降沿陡峭，因此參照圖6進行說明。圖6(a)示出的信號與圖5(a)示出的輸入信號Sin相同。並且，在增強圖6(a)示出的輸入信號Sin的情況下，在採用線性運算的銳化處理中使用如下方法從圖6(a)示出的輸入信號Sin提取高頻帶信號，將該提取的高頻帶信號與輸入信號Sin相加。因此，在採用線性運算的銳化處理中，不會附加輸入信號Sin中不包含的超過奈奎斯特頻率的信號成分。因此，在採用線性運算的銳化處理中，生成圖6(b)所示的信號。圖6(b)所示的信號的上升沿比圖6(a)示出的輸入信號Sin的信號的上升沿陡峭，而由銳化處理部IOOa生成的非線性處理信號S12(圖5(e))的信號的上升沿更加陡蛸。(銳化處理部的構成例2)在上述非線性處理部102a中，也可以構成為對由非線性運算部21生成的非線性信號S21進行微分。這是由於能通過對非線性信號S21進行微分來除去非線性信號S21中包含的直流成分。因此，參照圖7說明銳化處理部IOOb的構成例。圖7是示出銳化處理部IOOb的構成的框圖。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。並且，非線性處理部102b除了圖2示出的非線性處理部102a的構成以外，在非線性運算部21和符號變換部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的說明。微分部31對由非線性運算部21生成的非線性信號S21進行微分，由此生成微分信號S31。參照圖8說明微分部31的構成。圖8是示出微分部31的構成的框圖。如該圖所示，微分部31包括単位延遲元件3111和減法部3112，對輸入微分部31的信號算出後退差分。然後，對微分部31生成的微分信號S31，符號變換部41根據高頻信號Sll的符 號比特信息，生成使高頻信號Sll的符號反映到非線性信號S21的信號作為符號變換信號S42。即,符號變換部41對於微分信號S31中的符號與高頻信號Sll相同的部分原樣維持符號。另ー方面，對於非線性信號S21中的符號與高頻信號Sll不同的部分,使符號的正負顛倒。然後，限幅器51對由符號變換部41生成的符號變換信號S42進行振幅調整處理和裁剪處理，由此生成非線性處理信號S12。在振幅調整處理中，對符號變換信號S42乘以規定倍率值a，由此調整符號變換信號S42的振幅。此外，非線性處理部102b也可以構成為不具備限幅器51，不進行符號變換信號S42的振幅調整處理和裁剪處理。在這種情況下，符號變換部41生成的符號變換信號S42作為非線性處理信號S12從非線性處理部102b輸出。(構成例2中的信號的波形)下面參照圖9(a) (f)說明由銳化處理部IOOb的各部生成的信號的波形。圖9(a) (f)是示意性地示出由銳化處理部IOOb的各部生成的信號的波形的圖。在此，圖9(a)示出的信號作為輸入信號Sin輸入銳化處理部100b。此外，圖9(a)示出的信號與圖5(a)不出的信號相同。首先，當輸入信號Sin被輸入高頻成分提取部11時，提取輸入信號Sin中包含的高頻成分，生成圖9(b)示出的高頻信號SI I。然後，在由非線性處理部102b的非線性運算部21進行的非線性運算是f(x) = X2的情況下，由非線性運算部21生成對高頻信號Sll進行平方後的非線性信號S21 (參照圖9(c))。然後，當非線性信號S21被輸入微分部31吋，生成圖9(d)示出的微分信號S31。此外，在微分信號S31中，除去了非線性信號S21中包含的直流成分。然後，當微分信號S31被輸入符號變換部41時,生成圖9 (e)不出的符號變換信號S42。如該圖所示，符號變換信號S42維持圖9(b)示出的高頻信號Sll的符號的正負。然後，當符號變換信號S41被輸入限幅器51時，進行振幅調整處理和裁剪處理，生成非線性處理信號S12。最後，利用加法部15將非線性處理信號S12與輸入信號Sin相加，生成輸出信號Sout (參照圖9(f))。
此外，圖9(f)示出的輸出信號Sout中的信號的上升沿和下降沿比採用線性運算來銳化的情況陡蛸。(銳化處理部的構成例3)在上述非線性處理部102a和非線性處理部102b的構成中，構成為具備符號變換部41，但是對高頻信號Sll實施的非線性運算只要維持高頻信號Sll的符號的正負即可，不需要具備符號變換部41。因此，參照圖10說明不具備符號變換部41的銳化處理部IOOc的構成例。圖10是示出銳化處理部IOOc的構成的框圖。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。並且，非線性處理部102c具備非線性運算部(奇數乘方運算單元)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的說明。非線性運算部22對高頻信號Sll實施非線性運算，生成非線性信號S22。在此，說明由非線性運算部22進行的非線性運算。以下設對非線性運算部22的輸入信號值為X，來自非線性運算部22的輸出信號值為y，由非線性運算部22進行的非線性運算由y = g(x)的函數表示。在此，函數g(x)是正負對稱(原點對稱)地單調增加的非線性函數。此外，單調增加是指廣義的單調增加。其中，函數g(x)只要在至少X =「0」的附近單調增加即可。另夕卜，優選函數g(X)至少在X = 「0」的附近為Ig(X)I > |x|。作為這種函數g(x)，例如能舉出下述數學式(7)。[數7]g (X) = x3n (n 為自然數)……(7)在使用上述數學式(7)作為函數g(x)情況下，非線性運算部22以3以上的奇數為冪指數對高頻信號Sll進行乘方來生成非線性信號S22。例如，在上述數學式(7)中n =I的情況(也就是說g(x) = X3的情況)下，非線性運算部22對高頻信號Sll進行立方，由此生成非線性信號S22。在這種情況下，當構成高頻信號Sll的數據列為X1，X2，X3，…時，對高頻信號Sll進行立方後的非線性信號S22為包括數據列X13，X23，X33，…的數位訊號。然後，限幅器51對由非線性運算部22生成的非線性信號S22進行振幅調整處理和裁剪處理，由此生成非線性處理信號S12。此外，非線性處理部102c也可以構成為不具備限幅器51，不進行非線性信號S22的振幅調整處理和裁剪處理。在這種情況下，非線性運算部22生成的非線性信號S22作為非線性處理信號S12從非線性處理部102c輸出。(構成例3中的信號的波形)下面參照圖11(a) (d)說明由銳化處理部IOOc的各部生成的信號的波形。圖11(a) ⑷是示意性地示出由銳化處理部IOOc的各部生成的信號的波形的圖。在此，圖11(a)示出的信號作為輸入信號Sin輸入銳化處理部100c。此外，圖11(a)示出的信號與圖5 (a)示出的信號相同。首先，當輸入信號Sin被輸入高頻成分提取部11時，輸入信號Sin中包含的高頻成分被提取，生成圖11(b)示出的高頻信號S11。然後，在由非線性運算部22進行的非線性運算是f(x) = X3的情況下，由非線性運算部22生成對高頻信號Sll進行立方後的非線性信號S22(參照圖11 (c))。然後，當非線性信號S22被輸入限幅器51時，進行振幅調整處理和裁剪處理，生成非線性處理信號S12。最後，利用加法部15將非線性處理信號S12與輸入信號Sin相加，生成輸出信號Sout (參照圖11 (d))。此外，圖11⑷示出的輸出信號Sout中的信號的上升沿和下降沿比採用線性運算來銳化的情況陡蛸。(生成超過奈奎斯特頻率的頻率的理由)
下面說明銳化處理部100生成的輸出信號Sout含有超過輸入信號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Sin由設時間為X的函數F(X)表現。並且，設輸入信號Sin的基本角頻率為《，則函數F(X)能如下述數學式(8)那樣由傅立葉級數表現。[數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為不超過對採樣頻率fs的奈奎斯特頻率fs/2的最高頻率的高次諧波的次數。即，滿足下述數學式(9)。[數9]Nw/(2 JI) < fs/2 ^ (N+l) w/(2 Ji)......(9)然後，將由函數F(x)表不的輸入信號Sin的直流成分a。以外的信號記為G(X),貝IjG(x)由下述數學式(10)表示。[數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Sin含有信號G(x)或者信號G(X)的高頻成分。並且，例如在由非線性運算部21進行的非線性運算為f (X) = X2的情況下，由非線性運算部21生成的非線性信號S21是對高頻信號Sll進行平方而得到的信號。在此，根據上述數學式(10)，(G(x))2的各項由下述數學式(11) (13)中的任ー個表示(i = ±1，±2, . ,土N;j = ±l,±2, . ,土N)。[數11]afosi co X ajcosj co X......(11)[數12]afosi co X bjSinj co X......(12)[數13]IDiSini co X bjSinj co X......(13)
在此，使用與三角函數有關的公式，由此上述數學式(11) (13)能分別改寫為下述數學式(14) (16)。[數14](已盧ノ2) {cos (i+j) co x+cos (i_j) co x} ......(14)[數15](aibj/2) {sin (i+j) co x_sin (i_j) co x} ......(15)[數16](-13山ノ2) {cos (i+j) co x—cos (i_j) co x} ......(16)
從上述數學式(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，由非線性運算部21生成的非線性信號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，由非線性運算部22進行的非線性運算為f (X) = X3的情況下，由非線性運算部22生成的非線性信號S22是對高頻信號Sll進行立方得到的信號。在此，根據上述數學式(10)，(G(x))3的各項由下述數學式(17) (20)中的任ー個表示(i = ±1，±2, . ，土N;j = ±l,±2, . ，土N;k=±l,±2, . ,土N)。[數17]aiCosi co X ajcos j co X akcosk co X......(17)[數18]afosi co X ajcosj co X bksink co X......(18)[數19]afosi co X bjsinj co X bksink co X......(19)[數20]IDiSini co X bjsinj co X bksink co X......(20)在此，關注例如i = j = k = N的項中的由上述數學式(17)和(20)示出的項，這些項使用與三角函數有關的公式，由此能改寫為下述數學式(21)和(22)。[數21](aNcosN co x)3 = aN3 {(3/4) cosN co x+ (1/4) cos3N co x}......(21)[數22](bNsinN co x)3 = bN3 {(3/4) sinN co x- (I/4) sin3N co x}......(22)另外，關注例如i = j = k = -N的項中的由上述數學式(17)和(20)示出的項，這些項使用與三角函數有關的公式，由此能改寫為下述數學式(23)和(24)。[數23]{aNcos (-N co X)}3= aN3 {(3/4) cos (_N co x) + (1/4) cos (_3N co x)} ......(23)[數24]{bNsin (_N co x)}3= bN3 {(3/4) sin (_Nco x) - (1/4) sin (_3Nco x)} ......(24)
從上述數學式(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(G(x))3的其它項也利用三角函數的公式進行改寫，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，由非線性運算部22生成的非線性信號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Sout包含輸入信號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成例I)由銳化處理部100實施的非線性運算除了上述以外還能想到各種運算。因此，參照圖12和圖13說明銳化處理部IOOd和IOOe的構成例。首先，圖12是示出銳化處理部IOOd的構成的框圖。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的說明。非線性處理部102d具備平方運算部61、第I微分部71、第2微分部81和乘法部91。平方運算部61通過對高頻信號Sll進行平方來生成平方信號S61。S卩，設構成高頻信號Sll的數據列為X1，X2，X3，…，則對高頻信號Sll平方後的平方信號S61為包括數據列X12，X22，X32， 的數位訊號。然後，第I微分部71對由平方運算部61生成的平方信號S61進行微分，由此生成第I微分信號S71。此外，第I微分部71的構成例如是與微分部31同樣的構成。然後，第2微分部81對輸入信號Sin進行微分，由此生成第2微分信號S81。此夕卜，第2微分部81的構成例如是與微分部31同樣的構成。然後，乘法部91將第I微分信號S71和第2微分信號S81相乗，由此生成非線性處理信號S12。S卩，設構成第I微分信號S71的數據列為Ul, U2, U3,…，構成第2微分信號S81的數據列為VI，V2，V3，…，則非線性處理信號S12為包括數據列Ul VI，U2 V2,U3 V3,…的數位訊號。此外，在上述記載中，構成為為了實施非線性運算而設有平方運算部61，但是也可以代替平方運算部61而是用對高頻信號Sll進行4次方的4次方運算部。更一般地說，也可以使用生成與以2以上的偶數為冪指數的高頻信號Sll的乘方相當的信號的乘方運算部。(銳化處理部的其它構成例2)在上述銳化處理部IOOd的構成中，構成為具備平方運算部61，但是也可以構成為代替平方運算部61而具備計算所輸入的信號的絕對值的絕對值處理部62。因此，參照圖13說明具備絕對值處理部62的銳化處理部IOOe的構成例。圖13是示出銳化處理部IOOe的構成的框圖。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的說明。非線性處理部102e具備絕對值處理部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的說明。絕對值處理部62生成作為與高頻信號Sll的絕對值相當的信號的絕對值信號S62。即，設構成高頻信號Sll的數據列為X1，X2，X3，…，則絕對值信號S62為包括數據列
XII，IX2 I，IX3 I， 的數位訊號。然後，第I微分部71對由絕對值處理部62生成的絕對值信號S62進行微分，由此生成第I微分信號S72。然後，乘法部91將第I微分信號S72和第2微分信號S81相乗，由此生成非線性處理信號S12。(運動檢測部的構成例)下面參照 圖14說明運動檢測部200的構成例。此外，圖14示出的構成不過是示出優選的ー個例子，運動檢測部200的構成不限於此。在該圖示出的構成例中，運動檢測部200至少具備幀存儲部210、差分算出部(差分算出単元)220、第I邊緣檢測部(第I高頻成分算出単元)230、第2邊緣檢測部(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。幀存儲部210按每I幀保持輸入的信號。然後，幀存儲部210將按每I幀保持的信號輸出到差分算出部220。由此，從幀存儲部210輸出的信號表示緊前的幀。將從幀存儲部210輸出的信號記為存儲器信號S210。然後，差分算出部220算出由存儲器信號S210表示的緊前的幀與由輸入運動檢測部200的信號表示的幀(當前的幀)的幀差。將從差分算出部220輸出的信號記為差信號S220。然後，第I邊緣檢測部230按每個塊區域檢測由存儲器信號S210表示的緊前的幀中包含的高頻成分(邊緣成分)。然後，將該檢測出的高頻成分作為第I邊緣信號S230(第I高頻成分)輸出。然後，第2邊緣檢測部240按每個塊區域檢測當前的幀中包含的高頻成分(邊緣成分)。然後，將該檢測出的高頻成分作為第2邊緣信號S240(第2高頻成分)輸出。此外，第I邊緣檢測部230和第2邊緣檢測部240能由使高頻成分通過的高通濾波器等實現。然後，邊緣算出部250按每個塊區域將第I邊緣信號S230和第2邊緣信號S240作為輸入來實施規定的運算，算出邊緣信號S250(第3高頻成分)。規定的運算例如能舉出下述示出的(A) (D)等。此外，最優選的運算為下述(A)。(A)在塊區域內的各位置中，將第I邊緣信號S230的信號值和第2邊緣信號S240的信號值中的絕對值較大的信號，維持符號的正負，設為邊緣信號S250的信號值。(B)在塊區域內的各位置中，將第I邊緣信號S230的信號值與第2邊緣信號S240的信號值的和設為邊緣信號S250的信號值。(C)在塊區域內的各位置中，將第I邊緣信號S230的信號值與第2邊緣信號S240的信號值的平均值設為邊緣信號S250的信號值。(D)在塊區域內的各位置中，將第I邊緣信號S230的信號值與第2邊緣信號S240的信號值的加權平均值作為邊緣信號S250的信號值。也就是說，S250的信號值={(S230的信號值X Y+S240的信號值X OバY+O}。此外，Y和e是分別表示權重的任意正數。此外，在上述(A) (D)的各運算中，可以說將第I邊緣信號S230的信號值乘以第I係數(以下記為係數Pl)的值與第2邊緣信號S240的信號值乘以第2係數(以下記為係數P2)的值相加，由此算出邊緣信號S250的信號值。具體地說，在上述運算(A)中，在第I邊緣信號S230的信號值的絕對值為第2邊緣信號S240的信號值的絕對值以上時，設為Pl = I和P2 = 0，另ー方面，在第I邊緣信號S230的信號值的絕對值小於第2邊緣信號S240的信號值的絕對值吋，設為Pl = 0和P2 =I，通過將第I邊緣信號S230XP1與第2邊緣信號S240XP2相加來算出邊緣信號S250。另外，在上述運算(B)中，設為Pl = I和P2 = 1，通過將第I邊緣信號S230XP1與第2邊緣信號S240XP2相加來算出邊緣信號S250。 另外，在上述運算(C)中，設為Pl = 0.5和P2 = 0.5，通過將第I邊緣信號S230XP1與第2邊緣信號S240XP2相加來算出邊緣信號S250。另外，在上述運算(D)中，設Pl= {y/(Y+e)},P2= {>バロ O }，通過將第I邊緣信號S230XP1與第2邊緣信號S240XP2相加來算出邊緣信號S250。此外，邊緣算出部250能按上述(A) ⑶的各運算的種類來設定Pl和P2的值。此外，邊緣信號S250用於由除法部260進行的除法，因此為了防止除以零，總是對運算後的邊緣信號S250加上規定值(「10」等)。然後，除法部260按每個塊區域對差信號S220除以邊緣信號S250。換言之，用邊緣信號S250對差信號S220進行標準化。由此，輸出表示每個塊區域的運動量的運動信號S260。通過用幀差除以邊緣成分來算出運動量的理由後述。此外，運動信號S260的信號值的值越大，表示運動量越大。然後，限幅器270對運動信號S260中的絕對值小於閾值TH的部分，將值變更為「0」 (不運動)。也就是說，利用限幅器270，將運動量的絕對值小於閾值TH的塊區域視為不運動(未檢測出運動)。換言之，僅將運動量的絕對值為閾值TH以上的塊區域視為有運動(檢測出運動)。此外，閾值TH能適當設定。特別優選根據邊緣算出部250實施的運算的種類來進行設定。(能通過將幀差除以邊緣成分來算出運動量的理由)如上述那樣，圖14所示的構成的運動檢測部200將差信號S220除以邊緣信號S250。說明通過該除法生成的運動信號S260表示運動量的理由。首先，假設存在於構成動態圖像的第M幀的畫面上的位置X的規定物體在第M+1幀中在畫面上的主掃描方向上移動了距離a。此外，設M為任意的整數，位置X表示畫面上的任意的坐標位置。在此，將第M幀的畫面上的位置X的像素值記為函數PM(X)，則下述數學式(25)的關係成立。[數25]Pm (X) = PM+1 (x+a)......(25)在此，通過泰勒展開將上述數學式(25)的右邊展開為下述數學式(26)。[數26]
PM+1(x + a)=屍M(x) + ^|PM+1'(x) + ~^Pw+1"(x) +…......(26)w ^m+\ (x) + a Pm+i' (x)然後，從上述數學式(26)的兩邊減去PM+l(x)，導出下述數學式(27)。[數27]PM+1 (x+a) -PM+1x = a PM+1' (x)......(27)然後，對上述數學式(27)的左邊帶入上述數學式(25)，導出下述數學式(28)。
[數28]Pm (X) _PM+1x = a PM+1' (x)......(28)然後，將上述數學式(28)的兩邊除以PM+1' (X)，導出下述數學式(29)。[數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，因此上述數學式(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，上述數學式(29)的右邊是作為運動量的距離a。因此，能通過將幀差除以邊緣成分來算出運動量。此外，通過除以邊緣成分來進行標準化，因此能與幀差的大小無關地求出運動量。(將2個邊緣成分用於運算的理由)然而，如上所述，在圖14示出的構成的運動檢測部200中，由第I邊緣檢測部230檢測第M+1幀的邊緣成分，並且由第2邊緣檢測部240檢測第M幀的邊緣成分。並且，由邊緣算出部250用第I邊緣信號S230的信號值和第2邊緣信號S240的信號值來算出邊緣信號S250。然後，由除法部260將差信號S220除以邊緣信號S250。這樣，參照圖15說明用從第M幀的邊緣成分和第M+1幀的邊緣成分算出的邊緣信號S250來除幀差的理由。圖15(a)是示出第M幀的信號的波形的示意圖。圖15(b)是示出第M+1幀的信號的波形的示意圖。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，規定物體的形狀不變，以等速在畫面內移動。圖15(c)是示出圖15(a)示出的信號與圖15(b)示出的信號的差分(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)示出的幀差的信號中的從第M+1幀的信號得到的部分(該圖的B至C的區間的信號)通過除法信號值變小，但是從第M幀的信號得到的部分(該圖的A至B的區間的信號)沒有第M+1幀的邊緣成分，因此即使相除信號值也不會變小。因此，如圖15(d)所示，除法的結果是信號值大的部分與小的部分混雜。也就是說，相同的規定物體會與移動無關地在幀差中產生信號值大的部分與小的部分之差。然而，第M幀中的規定物體的運動量與第M+1幀中的規定物體的運動量相同，因此只要運動信號S260中的從第M幀的信號得到的部分與從第M+1幀的信號得到的部分為大致相同的形狀，就不能適當地檢測運動區域。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S250來除。此外，邊緣信號S250的算出方法如上所述，特別優選將第I邊緣信號S230的信號值和第2邊緣信號S240的信號值中的絕對值較大的信號，維持符號的正負，設為邊緣信號S250的信號值。用這樣算出的邊緣信號S250來除圖15(c)示出的幀差，則得到例如圖15(e)示出的波形。由此，能使運動信號S260中的從第M幀的信號得到的部分與從第M+1幀的信號得到的部分大致相同。在這種情況下，運動信號S260能與規定物體的亮度電平無關地設為相同或者類似的電平。此外，在單求幀差的方法中，無法適當檢測運動區域。作為ー個例子，說明圖像的亮度數據為8比特數位訊號的情況。在這種情況下，設亮度值為0 255中的任ー值。在此，在亮度值為「10」的物體進行每幀5像素移動的情況與亮度值為「100」的物體進行每幀 5像素移動的情況下，幀差不同，但是運動量為相同的每幀5像素。然而，在單設幀差為運動量的方法中，亮度值高的物體移動的情況會成為大的運動信號。也就是說，亮度值為「100」的物體的運動量會示出亮度值為「 10」的規定物體的10倍的運動量。(實用例對主掃描方向、副掃描方向、時間方向的銳化處理)在對動態圖像實施銳化處理時，通常，對主掃描方向(橫方向，水平方向)和副掃描方向(縱方向，垂直方向)實施銳化處理。而且，對時間方向也實施銳化處理，由此能更高度地進行銳化。此外，能通過在時間方向上進行銳化來抑制產生殘影。在此，銳化處理部100具備的高頻成分提取部11所具有的各個單位延遲元件Illh, (I)可以輸出用所輸入的信號表示的動態圖像的在主掃描方向上分別延遲了單位時間的信號，(2)也可以輸出用所輸入的信號表示的動態圖像的在副掃描方向上分別延遲了単位時間的信號，(3)也可以輸出用所輸入的信號表示的動態圖像的在時間方向上分別延遲了單位時間(按每幀)的信號。並且，在各個單位延遲元件Illh為上述(I)的構成的情況下，銳化處理部100能對動態圖像的主掃描方向實施銳化處理。對主掃描方向的銳化處理以下記為主掃描方向處理。另外，在各個單位延遲元件Illh為上述(2)的構成的情況下，銳化處理部100能對動態圖像的副掃描方向實施銳化處理。對副掃描方向的銳化處理以下記為副掃描方向處理。另外，在各個單位延遲元件Illh為上述(3)的構成的情況下，銳化處理部100能對動態圖像的時間方向實施銳化處理。對時間方向的銳化處理以下記為時間方向處理。因此，在對用輸入信號SA表示的動態圖像的運動區域實施銳化處理情況下，圖16示出的構成最佳。圖16是示出對動態圖像的運動區域分別實施主掃描方向處理、副掃描方向處理和時間方向處理的信號處理裝置500b的框圖。如該圖所示，信號處理裝置500b具備進行主掃描方向處理的銳化處理部100、進行副掃描方向處理的銳化處理部100和進行時間方向處理的銳化處理部100。並且，從進行主掃描方向處理的銳化處理部100輸出的信號(第I銳化信號)輸入進行副掃描方向處理的銳化處理部100。從進行副掃描方向處理的銳化處理部100輸出的信號(第2銳化信號)輸入進行時間方向處理的銳化處理部100。進行時間方向處理的銳化處理部100將信號輸出到連接點Ini。由此，在由運動檢測部200檢測出運動時，連接點Out與連接點Inl連接，從進行時間方向處理的銳化處理部100輸出的信號(運動區域信號)作為輸出信號SO從信號輸出部300輸出。另ー方面，在由運動檢測部200未檢測出運動時，連接點Out與連接點In2連接，從延遲處理部400輸出的信號(非運動區域信號)作為輸出信號SO從信號輸出部300輸出。此外，在信號處理裝置500b中，運動檢測部200所具備的第I邊緣檢測部230和第2邊緣檢測部240進行下述動作。S卩，第I邊緣檢測部230按每個塊區域檢測用存儲器信號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大的高頻成分，將該檢測出的高頻成分作為第I邊緣信號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作為第I邊緣信號S230輸出。同樣，第2邊緣檢測部240按每個塊區域檢測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大的高頻成分，將該檢測出的高頻成分作為第2邊緣信號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作為第2邊緣信號S240輸出。根據信號處理裝置500b的構成，能對運動區域分別實施主掃描方向處理、副掃描方向處理和時間方向處理，因此能使運動區域高度地銳化。此外，在圖16中，構成為分別具備進行主掃描方向處理的銳化處理部100、進行副掃描方向處理的銳化處理部100和進行時間方向處理的銳化處理部100，但是為了實現減少成本和提高處理速度，也可以省略一部分。例如，也可以構成為從圖16示出的構成省去進行時間方向處理的銳化處理部100，而僅具備進行主掃描方向處理的銳化處理部100和進行副掃描方向處理的銳化處理部100。(變形例與運動量相應的銳化)如圖14所示，在運動檢測部200構成為算出每個塊區域的運動量的情況下，運動檢測部200能構成為將算出的運動量通知銳化處理部100，或者構成為根據運動量來變更塊區域的銳化程度。以下說明2個該構成例。首先，第I個構成例構成為銳化處理部100所具備的限幅器51將乘在符號變換信號S41上的倍率值a設定為與運動檢測部200算出的運動量相應的值。也就是說，設定為運動量越大倍率值a的值越大。例如，在運動量的絕對值能取0 7中的任ー值的情況下，在運動量的絕對值為I 3時(運動量小時)，例如將倍率值a設定為0. 2，在運動量的絕對值為4 7時(運動量大吋)，例如將倍率值a設定為0.8。這樣設定倍率值a，由此在運動量大時，符號變換信號S41的振幅變大，其結果是非線性處理信號S12的振幅變大。由此，與運動量小的塊區域相比，運動量大的塊區域被高度地銳化。下面說明第2個構成例。在第2個構成例中，構成為高頻成分提取部11具備係數Ck的組合不同的多個濾波器110 (也就是說，頻率特性不同的多個濾波器110)，選擇與運動、檢測部200算出的運動量相應的濾波器110來使用。係數Ck不同的多個濾波器110是指例如為使通過的頻率成分變多而分別設定係數Ck和為使通過的頻率成分變少而分別設定係數Ck。並且，例如在運動量的絕對值能取0 7中的任ー值的情況下，在運動量的絕對值為I 3時(運動量小時)，選擇為使通過的頻率成分變少而設定了係數Ck的濾波器110，另ー方面，在運動量的絕對值為4 7時(運動量大時)，選擇為使通過的頻率成分變多而設定了係數Ck的濾波器110。由此，在運動量大時，高頻帶信號SH I變大，其結果是非線性處理信號S12的振幅變大。由此，與運動量小的塊區域相比，運動量大的塊區域被高度地銳化。
〔實施方式2〕用實施方式I說明的信號處理裝置500構成為對由輸入信號SA表示的動態圖像的運動區域實施銳化處理。然而，也可以進ー步對動態圖像的靜止區域也實施銳化處理。通過對靜止區域也實施銳化處理能進ー步提高動態圖像的解析度感。此外，通常與運動區域相比，靜止區域模糊感較少，因此希望與對運動區域的銳化相比，對靜止區域的銳化的銳化程度較弱。在本實施方式中，說明除了對運動區域以外，對靜止區域也實施銳化處理的方式。此外，本說明書中的「靜止區域」是指在幀間不運動的區域，但是可以僅將完全靜止的區域作為靜止區域，也可以包含具有微小運動(運動量為規定的閾值以下)的區域來作為靜止區域。基於圖17和圖18如下說明本發明的一個實施方式。將本實施方式的信號處理裝置500記為信號處理裝置500c。此外，為了便於說明，對與由實施方式I示出的各部件具有相同的功能的部件標註相同的附圖標記，除了特別記載的情況以外省略其說明。此外，在說明信號處理裝置500c的構成時，不特別提及實施銳化處理的方向(主掃描方向，副掃描方向，時間方向)。(信號處理裝置的構成)參照圖17說明信號處理裝置500c的構成。圖17是示出信號處理裝置500c的構成的框圖。如該圖所示，信號處理裝置500c具備2個銳化處理部100、運動檢測部200以及信號輸出部300。在此，在上述2個銳化處理部100中，將用於對運動區域實施銳化處理的銳化處理部100特別記為「銳化處理部100A」，另ー方面，將用於對靜止區域實施銳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SA為輸入，對連接點Inl輸出信號。另外，銳化處理部100B以輸入信號SA為輸入，對連接點In2輸出信號。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相同的構成，但是設定了下述(I)和(2)中的至少ー個，銳化的程度不同。(I)設定為銳化處理部100A所具備的限幅器51對符號變換信號S41相乘的倍率值a (以下記為a D大於銳化處理部100B所具備的限幅器51對符號變換信號S41相乘的倍率值a (以下記為a 2)。優選a I為a 2的3倍程度。由此，與靜止區域相比，在運動區域中符號變換信號S41的振幅較大，其結果是非線性處理信號S12的振幅變大。由此，與靜止區域相比，運動區域被高度地銳化。(2)銳化處理部100A所具備的濾波器110分別設定係數Ck以使通過的頻率成分變多，銳化處理部100A所具備的濾波器110分別設定係數Ck以使通過的頻率成分變少。由此，與靜止區域相比，在運動區域中高頻帶信號SHl變大，其結果是非線性處理信號S12的振幅變大。由此，與靜止區域相比，運動區域被高度地銳化。根據以上的構成，在信號處理裝置500c中，針對由運動檢測部200檢測出運動的塊區域，將從銳化處理部100A輸出的輸出信號Sout作為輸出信號SO輸出。另ー方面,針對由運動檢測部200未檢測出運動的塊區域，將從銳化處理部100B輸出的輸出信號Sout作為輸出信號SO輸出。(實用例對主掃描方向、副掃描方向、時間方向的銳化處理)在本實施方式的情況下，對各個運動區域和靜止區域分別實施主掃描方向處理、 副掃描方向處理和時間方向處理的構成最佳。圖18是示出對動態圖像的運動區域和靜止區域各自分別實施主掃描方向處理、副掃描方向處理和時間方向處理的信號處理裝置500d的框圖。如該圖所示，信號處理裝置500d具備進行主掃描方向處理的銳化處理部100A、進行副掃描方向處理的銳化處理部100A和進行時間方向處理的銳化處理部100A，並且具備進行主掃描方向處理的銳化處理部100B、進行副掃描方向處理的銳化處理部100B和進行時間方向處理的銳化處理部100B。根據信號處理裝置500c的構成，能對運動區域和靜止區域各自分別實施主掃描方向處理、副掃描方向處理和時間方向處理，因此能使運動區域和靜止區域中的任意ー個高度地銳化。此外，在圖18中，構成為分別具備進行主掃描方向處理的銳化處理部100、進行副掃描方向處理的銳化處理部100和進行時間方向處理的銳化處理部100，但是為了實現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示出的構成省去進行時間方向處理的銳化處理部100，而僅具備進行主掃描方向處理的銳化處理部100和進行副掃描方向處理的銳化處理部100。(變形例與運動量相應的銳化)在本實施方式的情況下，如在實施方式I中說明的那樣，也能構成為根據運動量對運動區域變更銳化程度。該構成與在實施方式I中說明的構成同樣，因此在此省略其說明。〔附註事項〕最後，信號處理裝置500的各塊可以由形成在集成電路(IC晶片)上的邏輯電路構成為硬體，也可以如下那樣用CPU(central processing unit :中央處理器)通過軟體實現。在通過軟體實現的情況下，信號處理裝置500(特別是銳化處理部100)具備執行實現各功能的控制程序的命令的CPU ;保存上述程序的ROM (read only memory :只讀存儲器)；展開上述程序的RAM (random access memory :隨機存取存儲器)；保存上述程序和各種數據的存儲器等存儲裝置(記錄介質)等。並且，本發明的目的在於對上述信號處理裝置500提供計算機可讀地記錄有作為實現上述功能的軟體的信號處理裝置500的控制程序的程序代碼(執行形式程序，中間代碼程序，源程序)的記錄介質，能通過該計算機(或者CPU、MPU)讀出並執行記錄於記錄介質的程序代碼來實現。作為上述記錄介質,例如能使用磁帶、卡帶等帶類、軟盤(フロッピー(註冊 商標)盤)/硬碟等磁碟、CD-R0M/M0/MD/DVD/CD-R等光碟的盤類、IC卡(包括存儲卡)/光卡等卡類或者掩模型R0M/EPR0M/EEPR0M/快閃記憶體ROM等半導體存儲器類、PLD (Programmable logicdevice :可編程邏輯器件)等邏輯電路類等。另外，也可以構成為使信號處理裝置500能與通信網絡連接，通過通信網絡提供上述程序代碼。該通信網絡沒有特別限定，例如能利用網際網路、內部網、外聯網、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、虛擬專用網(virtual private network)、電話線路網、移動通信網、衛星通信網等。另外，構成通信網絡的傳送介質沒有特別限定，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、藍牙(Bluetooth (註冊商標))、IEEE802. 11 無線電、HDR(High Data Rate :高數據速率)、NFC(Near Field Communication :近場通信)、DLNA(Digital Living Network Alliance :數字生活網絡聯盟)、便攜電話網、衛星線路、地面波數字網等無線電都能利用。這樣，本說明書中，所謂單元不一定指物理的單元，也包括利用軟體來實現各單元的功能的情況。而且，可以用2個以上的物理的單元來實現I個單元的功能，或也可以利用I個物理的單元來實現2個以上単元的功能。如上所述，本發明的信號處理裝置對表示包括在時間上連續的多個幀的動態圖像的信號實施使上述動態圖像銳化的處理，輸出表示該銳化後的動態圖像的信號，上述信號處理裝置具備運動檢測單元，其按每個包括構成上述幀的I個或者相鄰的多個像素的塊區域檢測上述幀間的運動；第I高頻成分生成単元，其生成使表示由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域的動態圖像的信號銳化後的高次諧波；以及信號輸出單元，其針對由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域，輸出使作為表示該塊區域的動態圖像的信號的運動區域信號銳化後的上述高次諧波，針對由上述運動檢測單元未檢測出上述運動的上述塊區域，輸出作為表示該塊區域的動態圖像的信號的非運動區域信號，並且，上述第I高頻成分生成単元具備第I低頻成分除去単元，其從上述運動區域信號中包含的頻率成分至少除去直流成分，由此生成並輸出第I低頻除去信號；第I非線性處理單元，其將上述第I低頻除去信號作為輸入，生成第I非線性處理信號，輸出該第I非線性處理信號，該第I非線性處理信號維持上述第I低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第I低頻除去信號的值為0附近時，相對於上述第I低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及加法単元，其將上述運動區域信號和上述第I非線性處理信號相加，由此生成上述高次諧波。另外，本發明的集成電路對表示包括在時間上連續的多個幀的動態圖像的信號實施使上述動態圖像銳化的處理，輸出表示該銳化後的動態圖像的信號，上述集成電路具備運動檢測電路，其按每個包括構成上述幀的I個或者相鄰的多個像素的塊區域，檢測上述幀間的運動；高頻成分生成電路，其生成使表示由上述運動檢測電路檢測出上述運動的上述塊區域的動態圖像的信號銳化後的高次諧波；以及信號輸出電路，其針對由上述運動檢測電路檢測出上述運動的上述塊區域，輸出使作為表示該塊區域的動態圖像的信號的運動區域信號銳化後的上述高次諧波，針對由上述運動檢測電路未檢測出上述運動的上述塊區域，輸出作為表示該塊區域的動態圖像的信號的非運動區域信號，並且，上述高頻成分生成電路具有低頻成分除去電路，其從上述運動區域信號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；非線性處理電路，其將上述低頻除去信號作為輸入，生成非線性處理信號，輸出該非線性處理信號，該非線性處理信號維持上述低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述低頻除去信號的值為O附近時，相對於上述低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及加法電路，其將上述運動區域信號和上述非線性處理信號相加，由此生成上述高次諧波。由此，能輸出對表示動態圖像中的運動區域的圖像的運動區域信號實施了非線性處理的信號。因此，能使表示運動區域的圖像的運動區域信號中包含的相當於邊緣部分的信號的上升沿和下降沿陡峭。特別是與實施線性運算的現有的銳化處理相比，能使與邊緣部分相當的信號的上升沿和下降沿更高度地陡峭。
其結果是，本發明的信號處理裝置和集成電路能實現如下效果使運動區域的圖像高度地銳化，大大減少動態圖像中的運動區域的運動模糊，提高畫質和解析度感。另外，本發明的信號處理裝置對表示包括在時間上連續的多個幀的動態圖像的信號實施使上述動態圖像銳化的處理，輸出表示該銳化後的動態圖像的信號，上述信號處理裝置具備運動檢測單元，其按每個包括構成上述幀的I個或者相鄰的多個像素的塊區域檢測上述幀間的運動；第I高頻成分生成単元，其生成使表示由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域的動態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銳化後的第I銳化信號；第2高頻成分生成単元，其生成使表示由上述第I銳化信號表示的動態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銳化後的第2銳化信號；以及信號輸出單元，其針對由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域，輸出使作為表示該塊區域的動態圖像的信號的運動區域信號銳化後的上述第2銳化信號，針對由上述運動檢測單元未檢測出上述運動的上述塊區域，輸出作為表示該塊區域的動態圖像的信號的非運動區域信號，並且，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中包含的頻率成分至少除去直流成分，由此生成並輸出第I低頻除去信號，其中上述主掃描方向信號是表示由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域的動態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；第I非線性處理單元，其生成第I非線性處理信號，該第I非線性處理信號維持上述第I低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第I低頻除去信號的值為0附近時，相對於上述第I低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及第I加法単元，其將上述主掃描方向信號和上述第I非線性處理信號相加，由此生成上述第I銳化信號，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，其中，上述副掃描方向信號是表示由上述第I銳化信號表示的動態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；第2非線性處理單元，其生成並輸出第2非線性處理信號，該第2非線性處理信號維持上述第2低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第2低頻除去信號的值為0附近時，相對於上述第2低頻除去信號非線性地廣義單調増加；以及第2加法単元，其將上述副掃描方向信號和上述第2非線性處理信號相カロ，由此生成上述第2銳化信號。
由此，能輸出對動態圖像中的運動區域的動態圖像的主掃描方向和副掃描方向實施了非線性處理的信號。因此，能使表示運動區域的圖像的信號中包含的相當於邊緣部分的信號的上升沿和下降沿陡峭。特別是與實施線性運算的現有的銳化處理相比，能使與邊緣部分相當的信號的上升沿和下降沿更高度地陡峭。其結果是，本發明的信號處理裝置能實現如下效果能使運動區域的圖像高度地銳化，大大減少動態圖像中的運動區域的運動模糊，提高畫質和解析度感。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為還具備第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輸出單元輸出上述第2銳化信號之前使時間方向信號銳化，上述時間方向信號是表示由上述第2銳化信號表示的動態圖像的包括在時間方向上相鄰排列的像素的像素群的信號，上述第3高頻成分生成単元具備第3低頻成分除去單元，其從上述時間方向信號中包含的頻率成分至少除去直流成分，由此生成並輸出第3低 頻除去信號；第3非線性處理單元，其生成第3非線性處理信號，該第3非線性處理信號維持上述第3低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第3低頻除去信號的值為0附近時，相對於上述第3低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及第3加法単元，其將上述時間方向信號和上述第3非線性處理信號相加，由此使上述時間方向信號銳化。根據上述構成，還能輸出對動態圖像中的運動區域的動態圖像的時間方向實施了非線性處理的信號。其結果是，本發明的信號處理裝置能發揮使運動區域的圖像進一歩高度地銳化的效果。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為還具備第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輸出單元輸出上述非運動區域信號之前使上述非運動區域信號銳化，上述第4高頻成分生成単元具備第4低頻成分除去単元，其從上述非運動區域信號中包含的頻率成分至少除去直流成分，由此生成並輸出第4低頻除去信號；第4非線性處理單元，其將上述第4低頻除去信號作為輸入，生成第4非線性處理信號，輸出該第4非線性處理信號，該第4非線性處理信號維持上述第4低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第4低頻除去信號的值為0附近時，相對於上述第4低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及第4加法単元，其將上述非運動區域信號和上述第4非線性處理信號相カロ，由此使上述非運動區域信號銳化。根據上述構成，還能輸出對動態圖像中的表示未檢測出運動的塊區域(以下為靜止區域)的圖像的非運動區域信號實施了非線性處理的信號。在此，在使上述非運動區域信號銳化時，將非運動區域信號和對第4低頻除去信號實施了平方等非線性處理的第4非線性處理信號相加。其中，生成的信號的符號的正負維持第4低頻除去信號的符號的正負。其結果是含有在表示靜止區域的圖像的信號的頻率成分中不包含的高頻帶的頻率成分。也就是說，含有比在對表示靜止區域的圖像的信號進行離散化的情況下的採樣頻率的1/2的頻率即奈奎斯特頻率高的頻率成分。因此，能使表示靜止區域的圖像的信號中包含的與邊緣部分相當的信號的上升沿和下降沿陡峭。特別是與實施線性運算的現有的銳化處理相比，能使與邊緣部分相當的信號的上升沿和下降沿更高度地陡峭。其結果是發揮如下效果對靜止區域的圖像也能高度地銳化，能提高動態圖像整體的畫質和解析度感。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為，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具備偶數乘方運算單元，其將2以上的偶數作為冪指數對輸入的信號進行乘方，由此生成偶數乘方信號；以及符號變換單元，其將上述偶數乘 方信號中的、符號的正負與上述輸入的信號不同的部分的符號顛倒，輸出由上述符號變換單元顛倒了符號的上述偶數乘方信號。根據上述構成，進ー步將2以上的偶數作為冪指數對輸入的信號進行乘方，由此生成偶數乘方信號，並且將上述偶數乘方信號中的、符號的正負與上述乘方前的頻率成分不同的部分的符號顛倒，輸出顛倒後的信號。由此，對輸入的信號以2以上的偶數為冪指數進行乘方，並且輸出符號的正負維持上述乘方前的低頻除去信號的符號的正負的信號，因此提高將該輸出的信號和上述輸入的信號相加而得到的信號含有上述輸入的信號中不包含的高頻率成分。因此，發揮如下效果與實施線性運算的現有方法相比，能使成為銳化的對象的信號中包含的與邊緣部分相當的信號的上升沿和下降沿更陡蛸。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為，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具備偶數乘方運算單元，其將2以上的偶數作為冪指數對輸入的信號進行乘方，由此生成偶數乘方信號；微分単元，其通過對上述偶數乘方信號進行微分來生成微分信號；以及符號變換單元，其將上述微分信號中的、符號的正負與上述輸入的信號不同的部分的符號顛倒，輸出由上述符號變換單元顛倒了符號的上述微分信號。根據上述構成，進ー步將2以上的偶數作為冪指數對輸入的信號進行乘方，由此生成偶數乘方信號，並且通過對偶數乘方信號進行微分來生成微分信號，將上述微分信號中的、符號的正負與上述乘方前的頻率成分不同的部分的符號顛倒，輸出顛倒後的信號。由此，對輸入的信號以2以上的偶數為冪指數進行乘方，通過微分來除去乘方後的信號中會包含的直流成分，並且輸出符號的正負維持上述乘方前的輸入的信號的符號的正負的信號，因此將該輸出的信號與上述輸入的信號相加而得到的信號含有上述輸入的信號中不包含的高頻率成分。因此，發揮如下效果與實施線性運算的現有方法相比，能使成為銳化的對象的信號中包含的與邊緣部分相當的信號的上升沿和下降沿更陡蛸。此外，通過微分除去乘方後的信號中會包含的直流成分，因此與不除去乘方後的信號中會包含的直流成分的情況相比，能使信號的上升沿和下降沿更陡蛸。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為，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具備奇數乘方運算單元，其將3以上的奇數作為冪指數對輸入的信號進行乘方，輸出由上述奇數乘方運算單元進行了乘方的信號。根據上述構成，進ー步將3以上的奇數作為冪指數對輸入的信號進行乘方，輸出該乘方後的信號。
由此，輸出對輸入的信號以3以上的奇數為冪指數進行乘方後的信號，因此該輸出的信號與上述輸入的信號相加而得到的信號含有上述輸入的信號中不包含的高頻率成分。因此，發揮如下效果與實施線性運算的現有方法相比，能使成為銳化的對象的信號中包含的與邊緣部分相當的信號的上升沿和下降沿更陡蛸。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為，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具備平方根運算單元，其將輸入的信號除以該輸入的信號所能取得的最大值得到的值的絕對值的平方根與上述最大值相乗，由此生成平方根信號；以及符號變換單元，其將上述平方根信號中的、符號的正負與上述輸入的信號不同的部分的符號顛倒，輸出由上述符號變換單元顛倒了符號的上述平方根信號。
根據上述構成，輸出上述將輸入的信號除以該輸入的信號所能取得的最大值得到的值(也就是說將輸入的信號進行標準化的值)的絕對值的平方根與上述最大值相乘得到的平方根信號，符號的正負維持上述輸入的信號符號的正負。由此，將上述輸出的信號與上述輸入的信號相加而得到的信號含有上述輸入的信號中不包含的高頻率成分。因此，發揮如下效果與實施線性運算的現有方法相比，能使成為銳化的對象的信號中包含的與邊緣部分相當的信號的上升沿和下降沿更陡蛸。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為，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輸出在輸入的信號的值為0附近時絕對值大於上述輸入的信號的絕對值的信號。根據上述構成，輸出在輸入的信號的值為0附近時絕對值大於上述輸入的信號的絕對值的信號。由此，在輸入的信號的值為0附近的區間中，能使生成輸出信號時與作為銳化的對象的信號相加的信號的值成為比作為銳化的對象的信號大的值。因此，發揮如下效果在低頻除去信號的值為0附近的區間中，能使作為銳化的對象的信號中包含的與邊緣部分相當的信號的上升沿和下降沿更陡蛸。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為，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是抽頭數為3以上的高通型濾波器。根據上述構成，是抽頭數為3以上的高通型濾波器，因此能從作為銳化的對象的信號至少適當除去直流成分。由此，將對除去了作為銳化的對象的信號中包含的直流成分的信號實施了非線性處理的信號與作為銳化的對象的信號相加而得到的信號含有作為銳化的對象的信號中不包含的高頻率成分。因此，發揮如下效果與實施線性運算的現有方法相比，能使作為銳化的對象的信號中包含的與邊緣部分相當的信號的上升沿和下降沿更陡蛸。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為，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還具備低電平信號除去単元，其將輸出的信號中的絕對值小於規定下限值的部分的信號值變更為O ;以及高電平信號除去単元，其對輸出的信號中的絕對值大於規定上限值的部分的信號值維持符號而僅將絕對值變更為該上限值以下。根據上述構成，將輸出的信號中的絕對值小於規定下限值的部分的信號值變更為0，並且對輸出的信號中的絕對值大於規定上限值的部分的信號值維持符號而僅將絕對值變更為該上限值以下。由此，能除去輸出的信號中包含的噪聲，並且能防止輸出的信號中包含的能量大的高頻成分由非線性處理放大。因此，發揮如下效果在輸出的信號中除去噪聲，並且，能防止能量大的高頻成分被放大。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為，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還具備第I振幅調整單元，其將輸出的信號的振幅通過乘以第I規定倍率值來調整。根據上述構成，對於運動區域，能將輸出的信號的振幅調整為適當的大小。因此，發揮如下效果能防止輸出的信號的振幅過大。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為，上述第I振幅調整單元根據由上述運動檢測單元檢測出的運動的大小來設定上述第I規定倍率值。根據上述構成，能根據由上述運動檢測單元檢測出的運動的大小來設定上述第I規定倍率值。因此，發揮如下效果能根據檢測出的運動的大小來將輸出的信號的振幅調整為適當的大小。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為，上述第4非線性處理單元還具備第4振幅調整單元，其將上述第4非線性處理信號的振幅通過乘以第2規定倍率值來調整，上述第I規定倍率值大於上述第2規定倍率值。根據上述構成，對於靜止區域，能將輸出的信號的振幅調整為適當的大小，並且能使靜止區域中輸出的信號的振幅小於運動區域中輸出的信號的振幅。因此，與對運動區域的銳化相比，能抑制對靜止區域的銳化。換言之，發揮如下效果與靜止區域相比，能使運動區域高度地銳化。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為，上述運動檢測單元具備差分算出單元，其算出表示相鄰的2個幀的差分的差信號；第I高頻成分算出単元，其按每個上述塊區域算出包含於上述2個幀中的一方的第I高頻成分；第2高頻成分算出単元，其按每個上述塊區域算出包含於上述2個幀中的另一方的第2高頻成分；第3高頻成分算出単元，其按每個上述塊區域，將上述第I高頻成分乘以第I係數得到的值和上述第2高頻成分乘以第2係數得到的值相加，由此算出第3高頻成分；以及除法単元，其按每個上述塊區域，將由上述差分算出単元算出的上述差信號除以由上述第3高頻成分算出単元算出的上述第3高頻成分，由此算出運動信號，在上述運動信號的值大於規定的閾值的上述塊區域中檢測出運動。根據上述構成，將相鄰的2個幀中的一方包含的高頻成分(邊緣成分)乘以第I係數得到的值和將該相鄰的2個幀中的另一方包含的高頻成分(邊緣成分)乘以第2係數得到的值相加，由此算出第3高頻成分。然後，將表示相鄰的2個幀的差分的差信號除以第3高頻成分，由此算出運動信號。然後，在運動信號的值大於規定的閾值的塊區域中檢測出運動。由此，用考慮相鄰的2個幀分別包含的高頻成分而算出的第3高頻成分來除差信號，因此例如在規定物體在畫面內等速移動的情況下，除法的結果是能抑制在信號值大的部分與小的部分之間產生差。因此，發揮如下效果與用相鄰的2個幀中的任一方中含有的高頻成分來除差信號來算出運動信號的技術相比，能更適當地檢測運動區域。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為，上述第3高頻成分算出単元在上述第I高頻成分的絕對值為上述第2高頻成分的絕對值以上時，將上述第I係數設定為1，並且將上述第2係數設定為0，在上述第I高頻成分的絕對 值小於上述第2高頻成分的絕對值時，將上述第I係數設定為0，並且將上述第2係數設定為I。根據上述構成，能將相鄰的2個幀中的一方包含的高頻成分(邊緣成分)和該相鄰的2個幀中的另一方包含的高頻成分(邊緣成分)中的絕對值較大的成分，維持符號的正負，作為第3高頻成分而算出。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為，上述第3高頻成分算出單元將上述第I係數和上述第2係數設定為0以上I以下的任ー值，使得上述第I係數與上述第2係數之和為I。根據上述構成，能將相鄰的2個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分別為表示權重的任意正數。而且，本發明的信號處理裝置也可以構成為，上述第3高頻成分算出單元將上述第I係數和上述第2係數設定為0. 5。根據上述構成，能將相鄰的2個幀中的一方包含的高頻成分(邊緣成分)和該相鄰的2個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，本發明的信號處理裝置也可以構成為，上述第3高頻成分算出單元將上述第I係數和上述第2係數設定為I。根據上述構成，能將相鄰的2個幀中的一方包含的高頻成分(邊緣成分)和該相鄰的2個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，上述信號處理裝置也可以利用計算機實現，在這種情況下，通過使計算機作為上述各單元而工作來用計算機實現上述信號處理裝置的上述信號處理裝置的控制程序和記錄有該控制程序的計算機可讀的記錄介質也屬於本發明的範疇。而且，具備上述集成電路的晶片也屬於本發明的範疇。本發明不受上述各實施方式限定，能在權利要求示出的範圍中進行各種變更，將不同的實施方式中分別公開的技術手段適當組合而得到的實施方式也包含於本發明的技術範圍。發明內容中出現的具體實施方式
或者實施例無非是為了明確本發明的技術內容，不應狹義地解釋為僅限定於這樣的具體例，在本發明的精神和所記載的權利要求的範圍內能進行各種變更來實施。產業上的可利用件本發明能用於處理表示圖像的數位訊號的裝置。特別適用於顯示動態圖像的顯示裝置等。附圖標記說明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 :非線性運算部(偶數乘方運算單元，平方根運算單元)22 :非線性運算部(奇數乘方運算單元)31:微分部(微分単元)41 :符號變換部(符號變換單元) 51 限幅器(第I振幅調整單元，第2振幅調整單元)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(低電平信號除去単元)133 :限幅器(高電平信號除去単元)200 :運動檢測部(運動檢測單元，運動檢測電路)220 :差分算出部(差分算出單元)230 :第I邊緣檢測部(第I高頻成分算出単元)240 :第2邊緣檢測部(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 :信號輸出部(信號輸出單兀，信號輸出電路)500,500a 500d :信號處理裝置(集成電路)Sll :高頻信號(第I低頻除去信號，第2低頻除去信號，第3低頻除去信號，第4低頻除去信號，低頻除去信號)S12 :非線性處理信號(第I非線性處理信號，第2非線性處理信號，第3非線性處理信號，第4非線性處理信號)S21 :非線性信號(偶數乘方信號，平方根信號)S22:非線性信號S31 :微分信號S220 :差信號S230 :第I邊緣信號(第I高頻成分)S240 :第2邊緣信號(第2高頻成分)S250 :邊緣信號(第3高頻成分)S260 :運動信號Sout :輸出信號(高次諧波，第I銳化信號，第2銳化信號)Pl :第 I 係數
P2:第2係數
權利要求
1.ー種信號處理裝置，其特徵在幹， 對表示包括在時間上連續的多個幀的動態圖像的信號實施使上述動態圖像銳化的處理，輸出表示該銳化後的動態圖像的信號， 上述信號處理裝置具備 運動檢測單元，其按每個包括構成上述幀的I個或者相鄰的多個像素的塊區域檢測上述幀間的運動； 第I高頻成分生成単元，其生成使表示由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域的動態圖像的信號銳化後的高次諧波；以及 信號輸出單元，其針對由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域，輸出使作為表示該塊區域的動態圖像的信號的運動區域信號銳化後的上述高次諧波，針對由上述運動檢測単元未檢測出上述運動的上述塊區域，輸出作為表示該塊區域的動態圖像的信號的非運動區域信號， 並且，上述第I高頻成分生成単元具備 第I低頻成分除去単元，其從上述運動區域信號中包含的頻率成分至少除去直流成分，由此生成並輸出第I低頻除去信號； 第I非線性處理單元，其將上述第I低頻除去信號作為輸入，生成第I非線性處理信號，輸出該第I非線性處理信號，該第I非線性處理信號維持上述第I低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第I低頻除去信號的值為O附近時，相對於上述第I低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及 加法単元，其將上述運動區域信號和上述第I非線性處理信號相加，由此生成上述高次諧波。
2.ー種信號處理裝置，其特徵在幹， 對表示包括在時間上連續的多個幀的動態圖像的信號實施使上述動態圖像銳化的處理，輸出表示該銳化後的動態圖像的信號， 上述信號處理裝置具備 運動檢測單元，其按每個包括構成上述幀的I個或者相鄰的多個像素的塊區域檢測上述幀間的運動； 第I高頻成分生成単元，其生成使表示由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域的動態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銳化後的第I銳化信號； 第2高頻成分生成単元，其生成使表示由上述第I銳化信號表示的動態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銳化後的第2銳化信號；以及 信號輸出單元，其針對由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域，輸出使作為表示該塊區域的動態圖像的信號的運動區域信號銳化後的上述第2銳化信號，針對由上述運動檢測單元未檢測出上述運動的上述塊區域，輸出作為表示該塊區域的動態圖像的信號的非運動區域信號， 並且，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中包含的頻率成分至少除去直流成分， 由此生成並輸出第I低頻除去信號，其中上述主掃描方向信號是表示由上述運動檢測單元檢測出上述運動的上述塊區域的動態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； 第I非線性處理單元，其生成第I非線性處理信號，該第I非線性處理信號維持上述第I低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第I低頻除去信號的值為O附近時，相對於上述第I低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及 第I加法単元，其將上述主掃描方向信號和上述第I非線性處理信號相加，由此生成上述第I銳化信號， 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，其中，上述副掃描方向信號是表示由上述第I銳化信號表示的動態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； 第2非線性處理單元，其生成並輸出第2非線性處理信號，該第2非線性處理信號維持上述第2低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第2低頻除去信號的值為O附近時，相對於上述第2低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及 第2加法単元，其將上述副掃描方向信號和上述第2非線性處理信號相加，由此生成上述第2銳化信號。
3.根據權利要求2所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 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輸出單元輸出上述第2銳化信號之前使時間方向信號銳化，上述時間方向信號是表示由上述第2銳化信號表示的動態圖像的包括在時間方向上相鄰排列的像素的像素群的信號， 上述第3高頻成分生成単元具備 第3低頻成分除去単元，其從上述時間方向信號中包含的頻率成分至少除去直流成分，由此生成並輸出第3低頻除去信號； 第3非線性處理單元，其生成第3非線性處理信號，該第3非線性處理信號維持上述第3低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第3低頻除去信號的值為O附近時，相對於上述第3低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及 第3加法単元，其將上述時間方向信號和上述第3非線性處理信號相加，由此使上述時間方向信號銳化。
4.根據權利要求I至3中的任一項所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 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輸出單元輸出上述非運動區域信號之前使上述非運動區域信號銳化， 上述第4高頻成分生成単元具備 第4低頻成分除去単元，其從上述非運動區域信號中包含的頻率成分至少除去直流成分，由此生成並輸出第4低頻除去信號； 第4非線性處理單元，其將上述第4低頻除去信號作為輸入，生成第4非線性處理信號，輸出該第4非線性處理信號，該第4非線性處理信號維持上述第4低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述第4低頻除去信號的值為O附近時，相對於上述第4低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及 第4加法単元，其將上述非運動區域信號和上述第4非線性處理信號相加，由此使上述非運動區域信號銳化。
5.根據權利要求I至4中的任一項所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 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具備 偶數乘方運算單元，其將2以上的偶數作為冪指數對輸入的信號進行乘方，由此生成偶數乘方信號；以及 符號變換單元，其將上述偶數乘方信號中的、符號的正負與上述輸入的信號不同的部分的符號顛倒， 輸出由上述符號變換單元顛倒了符號的上述偶數乘方信號。
6.根據權利要求I至4中的任一項所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 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具備 偶數乘方運算單元，其將2以上的偶數作為冪指數對輸入的信號進行乘方，由此生成偶數乘方信號； 微分単元，其通過對上述偶數乘方信號進行微分來生成微分信號；以及符號變換單元，其將上述微分信號中的、符號的正負與上述輸入的信號不同的部分的符號顛倒， 輸出由上述符號變換單元顛倒了符號的上述微分信號。
7.根據權利要求I至4中的任一項所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 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具備 奇數乘方運算單元，其將3以上的奇數作為冪指數對輸入的信號進行乘方， 輸出由上述奇數乘方運算單元進行了乘方的信號。
8.根據權利要求I至4中的任一項所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 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具備 平方根運算單元，其將輸入的信號除以該輸入的信號所能取得的最大值得到的值的絕對值的平方根與上述最大值相乗，由此生成平方根信號；以及 符號變換單元，其將上述平方根信號中的、符號的正負與上述輸入的信號不同的部分的符號顛倒， 輸出由上述符號變換單元顛倒了符號的上述平方根信號。
9.根據權利要求I至8中的任一項所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 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輸出在輸入的信號的值為O附近時絕對值大於上述輸入的信號的絕對值的信號。
10.根據權利要求I至9中的任一項所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 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是抽頭數為3以上的高通型濾波器。
11.根據權利要求I至10中的任一項所述的信號處理裝置，其特徵在幹，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還具備 低電平信號除去単元，其將輸出的信號中的絕對值小於規定下限值的部分的信號值變更為O ;以及 高電平信號除去単元，其對輸出的信號中的絕對值大於規定上限值的部分的信號值維持符號而僅將絕對值變更為該上限值以下。
12.根據權利要求I至11中的任一項所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 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還具備 第I振幅調整單元，其將輸出的信號的振幅通過乘以第I規定倍率值來調整。
13.根據權利要求12所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 上述第I振幅調整單元根據由上述運動檢測單元檢測出的運動的大小來設定上述第I規定倍率值。
14.根據權利要求13所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 上述第4非線性處理單元還具備第4振幅調整單元，其將上述第4非線性處理信號的振幅通過乘以第2規定倍率值來調整， 上述第I規定倍率值大於上述第2規定倍率值。
15.根據權利要求I至14中的任一項所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 上述運動檢測單元具備 差分算出単元，其算出表示相鄰的2個幀的差分的差信號； 第I高頻成分算出単元，其按每個上述塊區域算出包含於上述2個幀中的一方的第I高頻成分； 第2高頻成分算出単元，其按每個上述塊區域算出包含於上述2個幀中的另一方的第2高頻成分； 第3高頻成分算出単元，其按每個上述塊區域，將上述第I高頻成分乘以第I係數得到的值和上述第2高頻成分乘以第2係數得到的值相加，由此算出第3高頻成分；以及 除法単元，其按每個上述塊區域，將由上述差分算出単元算出的上述差信號除以由上述第3高頻成分算出単元算出的上述第3高頻成分，由此算出運動信號， 在上述運動信號的值大於規定的閾值的上述塊區域中檢測出運動。
16.根據權利要求15所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 上述第3高頻成分算出単元， 在上述第I高頻成分的絕對值為上述第2高頻成分的絕對值以上時，將上述第I係數設定為1，並且將上述第2係數設定為O， 在上述第I高頻成分的絕對值小於上述第2高頻成分的絕對值時，將上述第I係數設定為O，並且將上述第2係數設定為I。
17.根據權利要求15所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 上述第3高頻成分算出單元將上述第I係數和上述第2係數設定為O以上I以下的任ー值，使得上述第I係數與上述第2係數之和為I。
18.根據權利要求17所述的信號處理裝置，其特徵在幹，上述第3高頻成分算出單元將上述第I係數和上述第2係數設定為0. 5。
19.根據權利要求15所述的信號處理裝置，其特徵在幹， 上述第3高頻成分算出單元將上述第I係數和上述第2係數設定為I。
20.一種控制程序，用於使權利要求I至19中的任一項所述的信號處理裝置所具備的計算機工作，使上述計算機發揮上述各単元的功能。
21.ー種集成電路，其特徵在幹， 對表示包括在時間上連續的多個幀的動態圖像的信號實施使上述動態圖像銳化的處理，輸出表示該銳化後的動態圖像的信號， 具備 運動檢測電路，其按每個包括構成上述幀的I個或者相鄰的多個像素的塊區域，檢測上述幀間的運動； 高頻成分生成電路，其生成使表示由上述運動檢測電路檢測出上述運動的上述塊區域的動態圖像的信號銳化後的高次諧波；以及 信號輸出電路，其針對由上述運動檢測電路檢測出上述運動的上述塊區域，輸出使作為表示該塊區域的動態圖像的信號的運動區域信號銳化後的上述高次諧波， 針對由上述運動檢測電路未檢測出上述運動的上述塊區域，輸出作為表示該塊區域的動態圖像的信號的非運動區域信號， 並且上述高頻成分生成電路具有 低頻成分除去電路，從上述運動區域信號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； 非線性處理電路，其將上述低頻除去信號作為輸入，生成非線性處理信號，輸出該非線性處理信號，該非線性處理信號維持上述低頻除去信號的符號的正負，並且，至少在上述低頻除去信號的值為0附近時，相對於上述低頻除去信號非線性地廣義單調增加；以及 加法電路，其將上述運動區域信號和上述非線性處理信號相加，由此生成上述高次諧波。
全文摘要
信號處理裝置(500a)對表示包括多個幀的動態圖像的信號實施使動態圖像銳化的處理，輸出表示該銳化後的動態圖像的信號，具備運動檢測部(200)，其按每個包括構成幀的1個或者相鄰的多個像素的塊區域檢測幀間的運動；銳化處理部(100)，其生成通過利用非線性處理部(102)對表示檢測出運動的塊區域的圖像的信號進行非線性處理從而銳化後的高次諧波；以及信號輸出部(300)，其針對檢測出運動的塊區域，輸出使表示該塊區域的動態圖像的信號銳化後的高次諧波，對於未檢測出運動的塊區域，輸出表示該塊區域的動態圖像的信號。
文檔編號H04N5/208GK102771111SQ20108006369
公開日2012年11月7日 申請日期2010年11月8日 優先權日2010年2月15日
發明者合志清一 申請人:夏普株式會社