JP2006080767A - Signal processor and imaging apparatus - Google Patents

Signal processor and imaging apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2006080767A
JP2006080767A JP2004261177A JP2004261177A JP2006080767A JP 2006080767 A JP2006080767 A JP 2006080767A JP 2004261177 A JP2004261177 A JP 2004261177A JP 2004261177 A JP2004261177 A JP 2004261177A JP 2006080767 A JP2006080767 A JP 2006080767A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
correction
luminance
signal
level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004261177A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Komoguchi
徹哉 菰口
Original Assignee
Sony Corp
ソニー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp, ソニー株式会社 filed Critical Sony Corp
Priority to JP2004261177A priority Critical patent/JP2006080767A/en
Publication of JP2006080767A publication Critical patent/JP2006080767A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve high band emphasis and S/N in various imaging apparatuses and to suppress color false signals. <P>SOLUTION: In luminance signal processing, a high band component of an image signal is generated by a high pass filter circuit or a high band pass filter circuit, and the high band component is subjected to outline emphasis level correction in order to concentrate a histogram of signal levels to middle luminance, and the result of multiplying the high band component by a gain is added to a luminance signal. In the outline emphasis level correction, compression coefficients according to an inverted "S" correction curve are preliminarily stored in a lookup table, and a high level is subjected to compression processing into a middle level and a low luminance level is corrected to be raised to the middle level, by the combination of the compression coefficients and interpolating operation like linear interpolation or spline interpolation. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、S/N比が良好で、かつ色偽信号が抑圧された、高解像度な映像信号を得ることができる信号処理装置及び撮像装置に関する。   The present invention relates to a signal processing apparatus and an imaging apparatus that can obtain a high-resolution video signal with a good S / N ratio and suppressed color false signals.
図2は、従来のディジタル信号処理方式のビデオカメラ装置における高解像度アルゴリズムを付加した輝度信号回路の構成を示すブロック図である。
図示のように、レンズ201より入射した被写体像は、光学フィルタ202を通り撮像素子203の撮像面上に結像する。そして、この撮像素子203において光電変換された映像信号は、アンプ204を通りA/Dコンバータ205に入力され、このA/Dコンバータ205によってディジタル信号に変換される。
そして、A/Dコンバータ205の出力は、ディジタル方式による後述の映像信号処理回路206に入力され、必要な処理が行われた後、D/Aコンバータ210に出力され、このD/Aコンバータ210によってアナログ信号に変換され、たとえばNTSC標準の輝度信号となる。
映像信号処理回路206では、まずローパスフィルタ(LPF)207によって入力映像信号から輝度成分のみを抽出し、ガンマ補正回路209を通してガンマ補正処理を行い、同期信号付加回路210によって同期信号が加算され、輝度信号が生成される。なお、ここでのローパスフィルタ207は、色フィルタ画素配列に伴うナイキスト周波数のクロマキャリア成分を除去するために使用している。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a luminance signal circuit to which a high resolution algorithm is added in a conventional digital signal processing type video camera apparatus.
As illustrated, the subject image incident from the lens 201 passes through the optical filter 202 and is formed on the imaging surface of the imaging element 203. The video signal photoelectrically converted by the image sensor 203 is input to the A / D converter 205 through the amplifier 204 and converted into a digital signal by the A / D converter 205.
The output of the A / D converter 205 is input to a video signal processing circuit 206 (to be described later) using a digital system, and after necessary processing is performed, the output is output to the D / A converter 210. It is converted into an analog signal and becomes, for example, an NTSC standard luminance signal.
In the video signal processing circuit 206, first, only a luminance component is extracted from the input video signal by a low-pass filter (LPF) 207, gamma correction processing is performed through a gamma correction circuit 209, and a synchronization signal is added by a synchronization signal addition circuit 210. A signal is generated. Here, the low-pass filter 207 is used to remove a Nyquist frequency chroma carrier component associated with the color filter pixel array.
また、光学フィルタ202は次のような理由により必要となる。すなわち、撮像素子203は、水平及び垂直方向に配列されたフォトダイオードによる画像サンプリングを行う素子と考えられることから、画素ピッチ以上の高周波の光学像が入ると折り返し歪みが生じ、この折り返し歪みが光電変換の際にノイズとして入ってくる。
そこで、光学フィルタ202を使って光学像の段階で高周波成分を除去する。これによって入力画像の周波数スペクトルはナイキスト周波数以下に帯域制限される。
したがって、被写体像に対する輝度信号の周波数特性を見ると、ローパスフィルタ207及び光学フィルタ202により高域成分が大きく減衰することとなり、解像度の劣化が生じる問題が生じる。
そこで、ハイパスフィルタ208を付加して所望の高域成分を抽出してローパスフィルタ207の出力と加算器212によって加算する構成をとり、ハイパスフィルタ(HPF)208出力の信号レベルを適当に調整することにより、高域レベルを強調することができる。(例えば特許文献1参照)
特開2000−350055号公報
The optical filter 202 is necessary for the following reason. That is, since the image sensor 203 is considered to be an element that performs image sampling with photodiodes arranged in the horizontal and vertical directions, aliasing distortion occurs when a high-frequency optical image having a pixel pitch or more enters, and this aliasing distortion is photoelectrically generated. It enters as noise during conversion.
Therefore, the optical filter 202 is used to remove high frequency components at the optical image stage. This limits the frequency spectrum of the input image to the Nyquist frequency or lower.
Therefore, when looking at the frequency characteristics of the luminance signal with respect to the subject image, the high-frequency component is greatly attenuated by the low-pass filter 207 and the optical filter 202, and there is a problem in that the resolution is degraded.
Therefore, a high-pass filter 208 is added to extract a desired high-frequency component, and the output of the low-pass filter 207 is added to the adder 212 to appropriately adjust the signal level of the high-pass filter (HPF) 208 output. Thus, the high frequency level can be emphasized. (For example, see Patent Document 1)
JP 2000-350055 A
しかしながら、上述した従来技術において、ハイパスフィルタ208の処理に伴い、被写体によってはS/N比が低下する問題が生じる。
例えば、輝度レベルにおいて急峻な段差がある被写体においては、その段差部分をハイパスフィルタ208が処理したことによるリンギングノイズの発生、またその段差部が色の付いた被写体であった場合にその段差部が強調されることによる色偽信号が懸念される。
さらに、ハイパスフィルタ208の出力の信号レベルが高い場合には、上述のノイズが強調されてしまい、その対策として、ゲイン乗算等でハイパスフィルタ208の出力を低レベル側に調整すると、高域強調効果が弱くなる。つまり、高域強調とS/N比向上の相反する関係を同時に満足させることが困難となる。
また、ハイパスフィルタ208で抽出する周波数によっては、フィルタタップ数が多く必要なため、S/Nという観点からは好ましくないものとなる。
However, in the above-described conventional technology, there is a problem that the S / N ratio is lowered depending on the subject in accordance with the processing of the high-pass filter 208.
For example, in a subject having a steep step in brightness level, ringing noise is generated due to the high-pass filter 208 processing the step, and if the step is a colored subject, the step is There is concern about color false signals due to emphasis.
Furthermore, when the signal level of the output of the high-pass filter 208 is high, the above-described noise is emphasized. As a countermeasure, if the output of the high-pass filter 208 is adjusted to the low level side by gain multiplication or the like, a high-frequency emphasis effect is achieved. Becomes weaker. That is, it becomes difficult to satisfy the conflicting relationship between high frequency emphasis and S / N ratio improvement at the same time.
Further, depending on the frequency extracted by the high-pass filter 208, a large number of filter taps is required, which is not preferable from the viewpoint of S / N.
そこで本発明は、各種映像信号における高域強調とS/N比の向上を図ることができ、さらに色偽信号の抑圧を実現できる信号処理装置及び撮像装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a signal processing device and an imaging device that can improve high-frequency emphasis and improve the S / N ratio in various video signals and can realize suppression of color false signals.
上述の目的を達成するため、本発明の信号処理装置は、映像信号から輝度信号を生成する輝度信号処理回路を有し、前記輝度信号処理回路は、前記映像信号から輝度成分を抽出する第1のフィルタ回路と、前記第1のフィルタ回路によって抽出した輝度成分に所定の補正を施して輝度信号を生成する第1の補正回路と、前記映像信号から高域成分を抽出する第2のフィルタ回路と、前記第2のフィルタ回路で抽出された高域成分に対し、その信号レベルのヒストグラムを中間の輝度によせる輪郭強調レベル補正を行う第2の補正回路と、前記第2の補正回路の出力に対して利得を高域成分に乗算する乗算回路と、前記乗算回路によって利得が乗算された高域成分を前記第1の補正回路への入力信号に加算する加算回路とを有することを特徴とする。   To achieve the above object, a signal processing apparatus of the present invention has a luminance signal processing circuit that generates a luminance signal from a video signal, and the luminance signal processing circuit extracts a luminance component from the video signal. Filter circuit, a first correction circuit that generates a luminance signal by performing predetermined correction on the luminance component extracted by the first filter circuit, and a second filter circuit that extracts a high frequency component from the video signal And a second correction circuit that performs contour enhancement level correction that uses a histogram of the signal level based on intermediate luminance for the high frequency component extracted by the second filter circuit, and an output of the second correction circuit A multiplication circuit that multiplies the gain by a high frequency component, and an addition circuit that adds the high frequency component multiplied by the gain by the multiplication circuit to an input signal to the first correction circuit. That.
また本発明の撮像装置は、被写体を撮影する撮像部と、前記撮像部から出力された映像信号を処理する信号処理部とを有するとともに、前記信号処理部は映像信号から輝度信号を生成する輝度信号処理回路とを有し、前記輝度信号処理回路は、前記映像信号から輝度成分を抽出する第1のフィルタ回路と、前記第1のフィルタ回路によって抽出した輝度成分に所定の補正を施して輝度信号を生成する第1の補正回路と、前記映像信号から高域成分を抽出する第2のフィルタ回路と、前記第2のフィルタ回路で抽出された高域成分に対し、その信号レベルのヒストグラムを中間の輝度によせる輪郭強調レベル補正を行う第2の補正回路と、前記第2の補正回路の出力に対して利得を高域成分に乗算する乗算回路と、前記乗算回路によって利得が乗算された高域成分を前記第1の補正回路への入力信号に加算する加算回路とを有することを特徴とする。   In addition, the imaging apparatus of the present invention includes an imaging unit that captures a subject and a signal processing unit that processes a video signal output from the imaging unit, and the signal processing unit generates a luminance signal from the video signal. A luminance signal processing circuit, wherein the luminance signal processing circuit performs a predetermined correction on the luminance component extracted by the first filter circuit and the first filter circuit that extracts the luminance component from the video signal. A first correction circuit that generates a signal, a second filter circuit that extracts a high frequency component from the video signal, and a histogram of the signal level of the high frequency component extracted by the second filter circuit A second correction circuit that performs contour enhancement level correction based on intermediate luminance, a multiplication circuit that multiplies a high-frequency component by a gain with respect to the output of the second correction circuit, and a gain obtained by the multiplication circuit. The calculated highband component and having an addition circuit for adding the input signal to the first correction circuit.
本発明の信号処理装置及び撮像装置によれば、映像信号から高域成分を抽出し、この高域成分に対して輪郭強調レベル補正を行い、利得を乗算して輝度処理信号に加算するようにしたことから、フィルタ回路におけるタップ数の増加に伴うノイズの発生を有効に圧縮することができ、被写体画像の高域強調とS/N比の向上、及び色偽信号成分の抑圧を図ることが可能となる効果がある。   According to the signal processing device and the imaging device of the present invention, the high frequency component is extracted from the video signal, the contour enhancement level correction is performed on the high frequency component, and the gain is multiplied and added to the luminance processing signal. Therefore, it is possible to effectively compress the generation of noise accompanying an increase in the number of taps in the filter circuit, and to achieve high-frequency enhancement of the subject image, improvement of the S / N ratio, and suppression of color false signal components. There is a possible effect.
本発明の実施の形態では、輝度信号処理において、映像信号の高域成分をハイパスフィルタ回路または高域バンドパスフィルタ回路によって生成し、この高域成分に対し、その信号レベルのヒストグラムを中間の輝度によせるための輪郭強調レベル補正を行い、この高域成分に利得を乗算して輝度信号に加算する。輪郭強調レベル補正には、逆S字補正曲線にしたがう圧縮係数を予めルックアップテーブル(ROMまたはフリップフロップで構成されるハードウェアレジスタ)に格納しておき、この圧縮係数と線形補間またはスプライン補間といった補間演算の組み合わせによって、高輝度レベルは中間レベルに圧縮処理を施し、低輝度レベルは逆に中間レベルに持ち上げるように補正する。このような補正を行うことで、S/N比が良好で、かつ色偽信号が抑圧された、高解像度な映像信号を得ることができる。   In the embodiment of the present invention, in the luminance signal processing, a high frequency component of a video signal is generated by a high pass filter circuit or a high frequency band pass filter circuit, and a histogram of the signal level of the high frequency component is intermediate luminance. The contour emphasis level is corrected so that the high frequency component is multiplied by the gain and added to the luminance signal. For edge enhancement level correction, a compression coefficient according to an inverse S-curve correction curve is stored in advance in a lookup table (a hardware register composed of ROM or flip-flop), and this compression coefficient and linear interpolation or spline interpolation are used. Depending on the combination of interpolation operations, the high luminance level is corrected to be compressed to the intermediate level, and the low luminance level is corrected to be raised to the intermediate level. By performing such correction, it is possible to obtain a high-resolution video signal having a good S / N ratio and a suppressed color false signal.
図1は本発明の実施例によるカメラ信号処理装置の特徴となる部分の構成を示すブロック図である。
本実施例のカメラ信号処理装置は、例えば図2に示した従来例と同様に、被写体を撮影する固体撮像素子等の撮像部と、この撮像部によって得られる映像信号を処理する信号処理部とを有するカメラ装置(撮像装置)の信号処理部に設けられたものである。
そして、本実施例のカメラ信号処理装置における輝度信号処理回路101は、図2に示したローパスフィルタ(第1のフィルタ回路)207と加算器212との間に、ハイパスフィルタ(第2のフィルタ回路)103、輪郭強調レベル補正回路(第2の補正回路)104、及びゲイン乗算回路105の直列回路を輝度信号の伝送糸に並列に接続したものであり、図2に示すハイパスフィルタ208は除去した構成となっている。なお、図1では省略しているが、ローパスフィルタ207の上流には図2と同様の光学フィルタ202や撮像素子203等がA/Dコンバータ205を介して配置され、加算器212の下流には図2と同様のガンマ補正回路(第1の補正回路)209や同期信号付加回路210が配置されているものとする。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a characteristic part of a camera signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
The camera signal processing apparatus according to the present embodiment includes, for example, an imaging unit such as a solid-state imaging device that images a subject, and a signal processing unit that processes a video signal obtained by the imaging unit, as in the conventional example illustrated in FIG. Is provided in a signal processing unit of a camera device (imaging device).
The luminance signal processing circuit 101 in the camera signal processing apparatus according to the present embodiment includes a high-pass filter (second filter circuit) between the low-pass filter (first filter circuit) 207 and the adder 212 shown in FIG. ) 103, a series circuit of an edge enhancement level correction circuit (second correction circuit) 104, and a gain multiplication circuit 105 are connected in parallel to the transmission line of the luminance signal, and the high-pass filter 208 shown in FIG. It has a configuration. Although omitted in FIG. 1, the optical filter 202 and the image sensor 203 and the like similar to those in FIG. 2 are arranged upstream of the low-pass filter 207 via the A / D converter 205, and downstream of the adder 212. Assume that a gamma correction circuit (first correction circuit) 209 and a synchronization signal addition circuit 210 similar to those in FIG. 2 are arranged.
ハイパスフィルタ103はローパスフィルタ207の出力信号から高域成分を抽出するものであり、ハイパスフィルタの代わりに高域バンドパスフィルタを用いてもよい。
輪郭強調ベル補正回路104では、ハイパスフィルタ103の出力の信号レベルに対してヒストグラムを中間調の輝度によせるように逆S字補正曲線にしたがう処理をする。図3は、逆S字補正曲線のカーブの一例を示す説明図であり、横軸に入力輝度信号を示し、縦軸に圧縮後の出力輝度信号を示している。
次に、このような逆S字補正曲線の効果について説明する。
ハイパスフィルタ103についてはデジタルフィルタ回路を用いるが、特定の周波数成分を通過させたい場合など、タップ数が多いフィルタが使用される。フィルタのタップ数が増加すると、デジタルノイズの発生源となる。例えば、被写体中の輝度信号レベルの段差が大きい領域では、その段差部分がフィルタ処理によって増幅され、段差部分が目立ったり、段差部周辺に偽信号が発生する。また、色相の変化が大きい領域(赤色/青色の境界部等)では、ローパスフィルタ207において色キャリア成分を減衰しきれないため、段差としてハイパスフィルタ103に入力されるため、その段差部をフィルタ処理することで偽色の発生につながる。
The high pass filter 103 extracts a high frequency component from the output signal of the low pass filter 207, and a high frequency band pass filter may be used instead of the high pass filter.
The contour enhancement bell correction circuit 104 performs processing in accordance with an inverse S-shaped correction curve so that the histogram has halftone luminance with respect to the signal level of the output of the high-pass filter 103. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an inverted S-shaped correction curve, where the horizontal axis represents the input luminance signal and the vertical axis represents the output luminance signal after compression.
Next, the effect of such an inverted S-shaped correction curve will be described.
A digital filter circuit is used for the high-pass filter 103, but a filter with a large number of taps is used when a specific frequency component is desired to pass. As the number of filter taps increases, it becomes a source of digital noise. For example, in a region where the level difference of the luminance signal level in the subject is large, the level difference portion is amplified by the filter processing, and the level difference portion becomes noticeable or a false signal is generated around the level difference portion. In a region where the hue change is large (red / blue boundary portion or the like), the color carrier component cannot be attenuated by the low-pass filter 207 and is input to the high-pass filter 103 as a step. Therefore, the step portion is filtered. Doing so will lead to the generation of false colors.
また、このような偽信号以外の問題点としても、画質解像感(解像度の見え方)が挙げられる。デジタルフィルタは一般にカットオフの急峻な特性をもつ。したがって、ある特定の周波数成分が抽出され、局部的な強調処理が施されるため、画質的には周りの低周波領域との境界において不自然な見え方をする。
したがって、このようなフィルタ処理された高レベルの輪郭強調信号に対してはレベルが高いほど圧縮率が高くなるようになだらかにサプレスし(信号レベルを抑える)、逆に低レベルの輪郭強調信号に対してはレベルが低いほどなだらかに強調させて、抽出したい特定の周波数付近の周波数領域に対しても、なだらかに増幅させる処理が望ましい。
そこで、本実施例では、逆S字補正曲線に基づいた輪郭補正を使用することにより、偽色信号等のデジタルノイズが抑制され、かつ強調したい周波数領域がなだらかに強調されるような補正を施し、一般被写体に対して自然な解像感のある画質が得られるようにしたものである。
Another problem other than such false signals is image quality resolution (how the resolution looks). Digital filters generally have a steep cutoff characteristic. Therefore, since a specific frequency component is extracted and subjected to local enhancement processing, the image quality looks unnatural at the boundary with the surrounding low frequency region.
Therefore, for such a filtered high-level edge enhancement signal, the higher the level, the lower the compression rate, and the lower the level of the edge enhancement signal. On the other hand, it is desirable to perform processing that emphasizes gently as the level is lower and gently amplifies the frequency region near a specific frequency to be extracted.
Therefore, in this embodiment, by using contour correction based on the inverted S-shaped correction curve, digital noise such as a false color signal is suppressed, and correction is performed so that the frequency region to be emphasized is gently enhanced. The image quality with natural resolution can be obtained for general subjects.
次に、輪郭強調レベル補正回路104の回路構成について説明する。
図4は本実施例における輪郭強調レベル補正回路104の一例を示すブロック図であり、間欠的なテーブルデータの補間方式に線形補間を用いた例である。
図4に示すように、本例の輪郭強調レベル補正回路104は、圧縮係数のテーブルデータを格納したルックアップテーブル(LUT)301と、線形補間演算用の丸め回路302と、遅延調整回路303と、乗算器304と、加算器305により構成されている。
図5はLUT301の入出力の関係を示す説明図であり、横軸はLUT301の入力Aを示し、縦軸はLUT301の出力Cを示している。
LUT301はROMまたはフリップフロップレジスタで構成され、入力Aにはハイパスフィルタ103の出力信号が入力され、入力Bにはハイパスフィルタ103の出力信号の上位bit(bit数が多いほど高精度)が入力される。入力BはROMやレジスタのアドレスとして使用され、このアドレスに対応して、輝度入力信号Aに逆S字補正曲線に基づいた圧縮率をかけた輝度圧縮信号Cが出力される。さらに、隣(上位側)のアドレスに対応した輝度圧縮信号との差分値Dを出力する。
図4に示す回路ではLUT301から出力される輝度圧縮信号Cおよび差分値Dから線形補間方式により、アドレスデータ間のデータを補正する。具体的には、入力データAの下位bit(アドレスBを差し引いた信号)を抽出し、LUT301でのシステム遅延分を遅延調整回路303によって調整後にLUT301の出力(差分値D)を乗算器304によって乗算し、丸め回路302によって浮動小数点に対して丸め処理を施し、加算器305でLUT301の出力Cと加算する。
Next, the circuit configuration of the contour enhancement level correction circuit 104 will be described.
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the contour enhancement level correction circuit 104 in this embodiment, which is an example in which linear interpolation is used as an intermittent table data interpolation method.
As shown in FIG. 4, the edge enhancement level correction circuit 104 of this example includes a look-up table (LUT) 301 that stores compression coefficient table data, a rounding circuit 302 for linear interpolation operation, a delay adjustment circuit 303, , A multiplier 304 and an adder 305.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the input / output relationship of the LUT 301, the horizontal axis indicates the input A of the LUT 301, and the vertical axis indicates the output C of the LUT 301.
The LUT 301 is composed of a ROM or a flip-flop register. The output signal of the high-pass filter 103 is input to the input A, and the upper bits (the higher the number of bits, the higher the accuracy) of the output signal of the high-pass filter 103 is input to the input B. The The input B is used as an address of a ROM or a register, and a luminance compression signal C obtained by multiplying the luminance input signal A by a compression rate based on an inverse S-shaped correction curve is output corresponding to this address. Further, a difference value D from the luminance compression signal corresponding to the adjacent (upper side) address is output.
In the circuit shown in FIG. 4, the data between the address data is corrected from the luminance compression signal C and the difference value D output from the LUT 301 by a linear interpolation method. Specifically, the lower bits (signal obtained by subtracting the address B) of the input data A are extracted, and the system delay in the LUT 301 is adjusted by the delay adjustment circuit 303, and the output (difference value D) of the LUT 301 is then output by the multiplier 304. Multiplication is performed, the rounding circuit 302 rounds the floating point, and the adder 305 adds it to the output C of the LUT 301.
図6は本実施例における輪郭強調レベル補正回路104の他の例を示すブロック図であり、間欠的なテーブルデータの補間方式にスプライン補間を用いた例である。
図6に示すように、本例の輪郭強調レベル補正回路104は、圧縮係数のテーブルデータを格納したルックアップテーブル(LUT)401と、線形補間演算用のスプラインROM402と、乗算器403〜405と、加算器406により構成されている。
図7はLUT401の入出力の関係を示す説明図であり、横軸はLUT401の入力Aを示し、縦軸はLUT401の出力C、D、Eを示している。
LUT401はROMまたはフリップフロップレジスタで構成され、入力Aにはハイパスフィルタ103の出力信号が入力され、入力Bにはハイパスフィルタ103の出力信号の上位bit(bit数多いほど高精度)が入力される。入力BはROMやレジスタのアドレスとして使用され、このアドレスに対応して、輝度入力信号Aに逆S字補正曲線に基づいた圧縮率をかけた輝度圧縮信号C、D、Eが出力される。このとき、輝度圧縮信号CはアドレスBに対応したテーブル値であり、D、Eは隣接アドレス(上位側の2つのアドレス)に対応したテーブル値である。
図6に示す回路では、この輝度圧縮信号C、D、Eに対してそれぞれ異なるスプラインROM402からの補正係数を乗算する。この補正係数はデータ入力Aのレベルにより異なり、その関係は図8に示す。すなわち、輝度圧縮信号3レベルに対して補間演算する際の補正係数を入力信号によって適正化するための処理を行い、スプラインカーブにしたがわせることで、滑らかな補間が可能となり、自然画の画質が向上できる。
このようなスプライン補間では、上述した線形補間に対してはなだらかなデータ補間が可能となるが、逆に回路規模が増大するものであり、必要な機能やコスト等に応じて選択するものとする。
FIG. 6 is a block diagram showing another example of the contour enhancement level correction circuit 104 in this embodiment, which is an example in which spline interpolation is used as an intermittent table data interpolation method.
As shown in FIG. 6, the edge enhancement level correction circuit 104 of this example includes a look-up table (LUT) 401 storing table data of compression coefficients, a spline ROM 402 for linear interpolation calculation, multipliers 403 to 405, , And an adder 406.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the input / output relationship of the LUT 401, where the horizontal axis indicates the input A of the LUT 401 and the vertical axis indicates the outputs C, D, and E of the LUT 401.
The LUT 401 is composed of a ROM or a flip-flop register, and the output signal of the high-pass filter 103 is input to the input A, and the upper bits (the higher the number of bits, the higher the accuracy) of the output signal of the high-pass filter 103 is input to the input B. The input B is used as an address of a ROM or a register, and corresponding to this address, luminance compressed signals C, D and E obtained by multiplying the luminance input signal A by a compression rate based on an inverse S-shaped correction curve are output. At this time, the luminance compression signal C is a table value corresponding to the address B, and D and E are table values corresponding to adjacent addresses (upper two addresses).
In the circuit shown in FIG. 6, the luminance compression signals C, D, and E are multiplied by correction coefficients from different spline ROMs 402, respectively. This correction coefficient differs depending on the level of the data input A, and the relationship is shown in FIG. That is, by performing processing for optimizing the correction coefficient when performing the interpolation calculation with respect to the three levels of the luminance compression signal by the input signal and following the spline curve, smooth interpolation becomes possible, and the image quality of the natural image is improved. It can be improved.
In such spline interpolation, smooth data interpolation is possible with respect to the linear interpolation described above, but conversely the circuit scale increases, and it is selected according to the required function, cost, etc. .
以上のような本実施例の構成によれば、ビデオカメラ信号処理の高解像度信号処理において、次のような効果を得ることが可能となる。
(1)被写体画像のS/N比が向上する(フィルタ処理に伴うリンギングの抑制が可能となる)。
(2)色偽信号成分が抑圧される(輝度信号の水平方向の急峻な変化があった場合の全体に不自然な着色現象が抑えられる)。
(3)高解像度の映像信号を効果的に得ることが可能となる。
(4)強調したい高域周波数のみを抽出して、エンハンスすることが可能となる(輝度段差が大きいところは増幅する必要がないため、利得を乗算しない(利得を0とする)処理を施していることにより、ノイズ低減効果にも繋がる)。
According to the configuration of the present embodiment as described above, the following effects can be obtained in high resolution signal processing of video camera signal processing.
(1) The S / N ratio of the subject image is improved (ringing associated with filter processing can be suppressed).
(2) Color false signal components are suppressed (unnatural coloring phenomenon is suppressed as a whole when there is a steep change in the luminance signal in the horizontal direction).
(3) A high-resolution video signal can be effectively obtained.
(4) It is possible to extract and enhance only the high frequency that is desired to be emphasized (because there is no need to amplify the area where the luminance step is large, the gain is not multiplied (the gain is set to 0)). (This also leads to a noise reduction effect).
本発明の実施例によるカメラ信号処理装置の特徴となる部分の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the part used as the characteristic of the camera signal processing apparatus by the Example of this invention. 従来のカメラ信号処理装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the conventional camera signal processing apparatus. 図1に示すカメラ信号処理装置で用いる逆S字補正曲線のカーブの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the curve of the reverse S character correction curve used with the camera signal processing apparatus shown in FIG. 図1に示すカメラ信号処理装置における輪郭強調レベル補正回路の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the outline emphasis level correction circuit in the camera signal processing apparatus shown in FIG. 図4に示す輪郭強調レベル補正回路におけるLUTの入出力の関係を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an input / output relationship of an LUT in the contour enhancement level correction circuit shown in FIG. 4. 図1に示すカメラ信号処理装置における輪郭強調レベル補正回路の他の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other example of the outline emphasis level correction circuit in the camera signal processing apparatus shown in FIG. 図6に示す輪郭強調レベル補正回路におけるLUTの入出力の関係を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a relationship between input and output of an LUT in the contour enhancement level correction circuit illustrated in FIG. 6. 図6に示す輪郭強調レベル補正回路におけるスプラインROMの補正係数と入力レベルとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the correction coefficient of spline ROM in the outline emphasis level correction circuit shown in FIG. 6, and an input level.
符号の説明Explanation of symbols
101……輝度信号処理回路、103……ハイパスフィルタ、104……輪郭強調レベル補正回路、105……ゲイン乗算回路、207……ローパスフィルタ、212……加算器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Luminance signal processing circuit, 103 ... High pass filter, 104 ... Contour emphasis level correction circuit, 105 ... Gain multiplication circuit, 207 ... Low pass filter, 212 ... Adder

Claims (16)

  1. 映像信号から輝度信号を生成する輝度信号処理回路を有し、
    前記輝度信号処理回路は、
    前記映像信号から輝度成分を抽出する第1のフィルタ回路と、
    前記第1のフィルタ回路によって抽出した輝度成分に所定の補正を施して輝度信号を生成する第1の補正回路と、
    前記映像信号から高域成分を抽出する第2のフィルタ回路と、
    前記第2のフィルタ回路で抽出された高域成分に対し、その信号レベルのヒストグラムを中間の輝度によせる輪郭強調レベル補正を行う第2の補正回路と、
    前記第2の補正回路の出力に対して利得を高域成分に乗算する乗算回路と、
    前記乗算回路によって利得が乗算された高域成分を前記第1の補正回路への入力信号に加算する加算回路とを有する、
    ことを特徴とする信号処理装置。
    A luminance signal processing circuit for generating a luminance signal from the video signal;
    The luminance signal processing circuit includes:
    A first filter circuit for extracting a luminance component from the video signal;
    A first correction circuit for generating a luminance signal by performing a predetermined correction on the luminance component extracted by the first filter circuit;
    A second filter circuit for extracting a high frequency component from the video signal;
    A second correction circuit that performs contour enhancement level correction for a high frequency component extracted by the second filter circuit, with a histogram of the signal level based on intermediate luminance;
    A multiplication circuit for multiplying a high frequency component by a gain with respect to an output of the second correction circuit;
    An addition circuit that adds a high frequency component multiplied by a gain by the multiplication circuit to an input signal to the first correction circuit;
    A signal processing apparatus.
  2. 前記第2のフィルタ回路は前記第1のフィルタ回路の出力信号から高域成分を抽出することを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。   The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the second filter circuit extracts a high frequency component from an output signal of the first filter circuit.
  3. 前記第1のフィルタ回路はローパスフィルタ回路であり、前記第2のフィルタ回路はハイパスフィルタまたは高域バンドパスフィルタ回路であることを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。   The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the first filter circuit is a low-pass filter circuit, and the second filter circuit is a high-pass filter or a high-pass band-pass filter circuit.
  4. 前記第2の補正回路の輪郭強調レベル補正は、所定の逆S字補正曲線に対応する圧縮係数を用いて、高輝度レベルは中間レベル方向に圧縮処理を施し、低輝度レベルは逆に中間レベル方向に拡張処理を施す補正であることを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。   The contour enhancement level correction of the second correction circuit uses a compression coefficient corresponding to a predetermined inverse S-shaped correction curve, the high luminance level is compressed in the intermediate level direction, and the low luminance level is the intermediate level. The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the correction is performed to perform an extension process in the direction.
  5. 前記所定の逆S字補正曲線に対応する圧縮係数を予め格納した格納手段を有し、前記第2の補正回路は前記格納手段から読み出した圧縮係数を用いて輪郭強調レベル補正を行うことを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。   It has a storing means for storing in advance a compression coefficient corresponding to the predetermined inverse S-shaped correction curve, and the second correction circuit performs contour enhancement level correction using the compression coefficient read from the storage means. The signal processing apparatus according to claim 1.
  6. 前記格納手段には間欠的な入力レベルに対する圧縮係数を格納し、前記第2の補正回路は前記格納手段から読み出した圧縮係数を用いて補間演算を行い、全ての入力レベルに対する圧縮係数を得る補間演算手段を有することを特徴とする請求項5記載の信号処理装置。   The storage means stores compression coefficients for intermittent input levels, and the second correction circuit performs interpolation using the compression coefficients read from the storage means to obtain compression coefficients for all input levels. 6. The signal processing apparatus according to claim 5, further comprising a calculation unit.
  7. 前記補間演算手段は補間方式として線形補間を用いることを特徴とする請求項6記載の信号処理装置。   The signal processing apparatus according to claim 6, wherein the interpolation calculation unit uses linear interpolation as an interpolation method.
  8. 前記補間演算手段は補間方式としてスプライン補間を用いることを特徴とする請求項6記載の信号処理装置。   7. The signal processing apparatus according to claim 6, wherein the interpolation calculation means uses spline interpolation as an interpolation method.
  9. 被写体を撮影する撮像部と、前記撮像部から出力された映像信号を処理する信号処理部とを有するとともに、前記信号処理部は映像信号から輝度信号を生成する輝度信号処理回路とを有し、
    前記輝度信号処理回路は、
    前記映像信号から輝度成分を抽出する第1のフィルタ回路と、
    前記第1のフィルタ回路によって抽出した輝度成分に所定の補正を施して輝度信号を生成する第1の補正回路と、
    前記映像信号から高域成分を抽出する第2のフィルタ回路と、
    前記第2のフィルタ回路で抽出された高域成分に対し、その信号レベルのヒストグラムを中間の輝度によせる輪郭強調レベル補正を行う第2の補正回路と、
    前記第2の補正回路の出力に対して利得を高域成分に乗算する乗算回路と、
    前記乗算回路によって利得が乗算された高域成分を前記第1の補正回路への入力信号に加算する加算回路とを有する、
    ことを特徴とする撮像装置。
    An image capturing unit that captures a subject; and a signal processing unit that processes a video signal output from the image capturing unit; and the signal processing unit includes a luminance signal processing circuit that generates a luminance signal from the video signal;
    The luminance signal processing circuit includes:
    A first filter circuit for extracting a luminance component from the video signal;
    A first correction circuit for generating a luminance signal by performing a predetermined correction on the luminance component extracted by the first filter circuit;
    A second filter circuit for extracting a high frequency component from the video signal;
    A second correction circuit that performs contour enhancement level correction for a high frequency component extracted by the second filter circuit, with a histogram of the signal level based on intermediate luminance;
    A multiplication circuit for multiplying a high frequency component by a gain with respect to an output of the second correction circuit;
    An addition circuit that adds a high frequency component multiplied by a gain by the multiplication circuit to an input signal to the first correction circuit;
    An imaging apparatus characterized by that.
  10. 前記第2のフィルタ回路は前記第1のフィルタ回路の出力信号から高域成分を抽出することを特徴とする請求項9記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 9, wherein the second filter circuit extracts a high frequency component from an output signal of the first filter circuit.
  11. 前記第1のフィルタ回路はローパスフィルタ回路であり、前記第2のフィルタ回路はハイパスフィルタまたは高域バンドパスフィルタ回路であることを特徴とする請求項9記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 9, wherein the first filter circuit is a low-pass filter circuit, and the second filter circuit is a high-pass filter or a high-pass band-pass filter circuit.
  12. 前記第2の補正回路の輪郭強調レベル補正は、所定の逆S字補正曲線に対応する圧縮係数を用いて、高輝度レベルは中間レベル方向に圧縮処理を施し、低輝度レベルは逆に中間レベル方向に拡張処理を施す補正であることを特徴とする請求項9記載の撮像装置。   The contour enhancement level correction of the second correction circuit uses a compression coefficient corresponding to a predetermined inverse S-shaped correction curve, the high luminance level is compressed in the intermediate level direction, and the low luminance level is the intermediate level. The imaging apparatus according to claim 9, wherein the imaging apparatus is a correction that performs an extension process in a direction.
  13. 前記所定の逆S字補正曲線に対応する圧縮係数を予め格納した格納手段を有し、前記第2の補正回路は前記格納手段から読み出した圧縮係数を用いて輪郭強調レベル補正を行うことを特徴とする請求項9記載の撮像装置。   It has a storing means for storing in advance a compression coefficient corresponding to the predetermined inverse S-shaped correction curve, and the second correction circuit performs contour enhancement level correction using the compression coefficient read from the storage means. The imaging apparatus according to claim 9.
  14. 前記格納手段には間欠的な入力レベルに対する圧縮係数を格納し、前記第2の補正回路は前記格納手段から読み出した圧縮係数を用いて補間演算を行い、全ての入力レベルに対する圧縮係数を得る補間演算手段を有することを特徴とする請求項13記載の撮像装置。   The storage means stores compression coefficients for intermittent input levels, and the second correction circuit performs interpolation using the compression coefficients read from the storage means to obtain compression coefficients for all input levels. The imaging apparatus according to claim 13, further comprising a calculation unit.
  15. 前記補間演算手段は補間方式として線形補間を用いることを特徴とする請求項14記載の撮像装置。   15. The imaging apparatus according to claim 14, wherein the interpolation calculation means uses linear interpolation as an interpolation method.
  16. 前記補間演算手段は補間方式としてスプライン補間を用いることを特徴とする請求項14記載の撮像装置。
    15. The imaging apparatus according to claim 14, wherein the interpolation calculation means uses spline interpolation as an interpolation method.
JP2004261177A 2004-09-08 2004-09-08 Signal processor and imaging apparatus Pending JP2006080767A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004261177A JP2006080767A (en) 2004-09-08 2004-09-08 Signal processor and imaging apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004261177A JP2006080767A (en) 2004-09-08 2004-09-08 Signal processor and imaging apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006080767A true JP2006080767A (en) 2006-03-23

Family

ID=36159872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004261177A Pending JP2006080767A (en) 2004-09-08 2004-09-08 Signal processor and imaging apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006080767A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101101434B1 (en) * 2010-08-06 2012-01-02 동아대학교 산학협력단 Apparatus for improving sharpness of image
US8134646B2 (en) * 2006-05-24 2012-03-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Video signal processing device and video signal processing method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8134646B2 (en) * 2006-05-24 2012-03-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Video signal processing device and video signal processing method
KR101101434B1 (en) * 2010-08-06 2012-01-02 동아대학교 산학협력단 Apparatus for improving sharpness of image
US20120033885A1 (en) * 2010-08-06 2012-02-09 Dong-A University Research Foundation For Industry-Academy Cooperation Apparatus for improving sharpness of image
US8606034B2 (en) * 2010-08-06 2013-12-10 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Apparatus for improving sharpness of image

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100786931B1 (en) Image signal processing apparatus and image signal processing method
JP3828251B2 (en) Video dynamic range expansion device
JP4960309B2 (en) Solid-state imaging device
EP1137267A2 (en) Device and method for image processing
JP2008289090A (en) Imaging signal processor
JP2007041834A (en) Image processor
JPH0946554A (en) Image pickup device
US7710474B2 (en) Luminance signal processing device
KR20140013891A (en) Image processing apparatus, image processing method, and solid-state imaging apparatus
JP5701640B2 (en) Image processing device
JP2003304549A (en) Camera and image signal processing system
JPH11313336A (en) Signal processor and photographing signal processing method
US8427560B2 (en) Image processing device
JPH0946576A (en) Digital signal processing camera
JP2006080767A (en) Signal processor and imaging apparatus
JP2006279812A (en) Brightness signal processor
JP2004064227A (en) Video signal processing apparatus
JP2003032513A (en) Image signal processor
JP5103580B2 (en) Image processing apparatus and digital camera
JP3992403B2 (en) Image signal processing apparatus and image signal processing method
JPH11346320A (en) Video signal processor
JP4714096B2 (en) Imaging device
JP2020198540A (en) Image signal processing method
JP3894177B2 (en) Video signal processing apparatus and video signal processing method
JP3126860B2 (en) Video signal processing device