JP2012220717A - Image processing circuit, semiconductor device, and image processing device - Google Patents

Image processing circuit, semiconductor device, and image processing device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing circuit capable of performing backlight control based on an image analysis result and an illuminance detection result and to provide a semiconductor device and an image processing device.SOLUTION: An image processing IC 20 includes: a luminance correction part 21 performing luminance correction of an input image, to produce an output image; a luminance average value calculation part 22 calculating a luminance average value of the output image; a luminance average value calculation part 23 calculating a luminance average value of the input image; a selector 24; a difference calculation part 25 calculating a difference between the luminance average values; a duty value calculation part 26 deciding a duty value based on the luminance average values or the difference value; a resister 27 storing a table used for deciding the duty value; a duty value calculation part 28 calculating the duty value of an input PWM signal; and a cooperative processing part 29 to which a plurality of control signals indicating the duty value are inputted to decide the duty value of an output PWM signal based on the duty value indicated by both control signals.

Description

本発明は、画像処理回路、これを集積化して成る半導体装置、並びに、これを用いた画像処理装置に関するものである。   The present invention relates to an image processing circuit, a semiconductor device formed by integrating the image processing circuit, and an image processing apparatus using the same.

従来より、画像を表示する際におけるLCD(Liquid Crystal Display)のバックライト制御について、画像の階調を解析した結果や、照度センサで検知した照度に基づいてバックライト制御を行う制御方法が開示・提案されている(例えば特許文献1や特許文献2を参照)。   Conventionally, a backlight control of LCD (Liquid Crystal Display) when displaying an image has disclosed a control method for performing backlight control based on the result of analyzing the gradation of the image and the illuminance detected by the illuminance sensor. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開2009−294323号公報JP 2009-294323 A 国際公開第2008/117784号International Publication No. 2008/117784

しかしながら、従来のバックライト制御ICは、画像解析結果に基づいたバックライト制御か、或いは、照度センサの検知結果に基づいたバックライト制御の、いずれか一方しか行うことができなかった。   However, the conventional backlight control IC can perform only one of the backlight control based on the image analysis result or the backlight control based on the detection result of the illuminance sensor.

一方、LCDを備えた画像処理装置には、上記のバックライト制御ICとは別に、画像処理ICが含まれている。画像処理ICは、入力画像データに輝度変換処理等を施して出力画像データを生成する。しかしながら、従来の画像処理ICは、あくまでLCDに出力画像データを供給するものであって、LCDのバックライト制御(特に、画像解析結果に応じたバックライト制御と照度センサの検知結果に基づいたバックライト制御との両立)を考慮したものではなかった。   On the other hand, an image processing apparatus including an LCD includes an image processing IC in addition to the backlight control IC. The image processing IC generates output image data by performing luminance conversion processing or the like on the input image data. However, the conventional image processing IC only supplies output image data to the LCD, and the backlight control of the LCD (particularly the backlight control according to the image analysis result and the detection result of the illuminance sensor). It was not a consideration for compatibility with light control.

本発明は、本願の発明者により見出された上記の問題点に鑑み、画像データの解析処理に加えて画像解析結果に基づいたバックライト制御と照度検知結果に基づいたバックライト制御とを両立することが可能な画像処理回路、これを集積化して成る半導体装置、並びに、これを用いた画像処理装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems found by the inventors of the present application, the present invention achieves both backlight control based on image analysis results and backlight control based on illuminance detection results in addition to image data analysis processing. It is an object of the present invention to provide an image processing circuit that can be used, a semiconductor device in which the image processing circuit is integrated, and an image processing apparatus using the same.

上記目的を達成するために、本発明に係る画像処理回路は、入力画像データに画像処理を施して出力画像データを生成する画像処理部と、外部入力されるPWM(Pulse Width Modulation)信号のデューティ値を判別し、該デューティ値を示す第1制御信号を生成する第1デューティ制御部と、前記画像処理部の処理結果に基づいたデューティ値を決定し、該デューティ値を示す第2制御信号を生成する第2デューティ制御部と、前記第1制御信号と前記第2制御信号とに基づいて、出力するPWM信号のデューティ値を決定する協調処理部と、を有する構成(第1の構成)とされている。   In order to achieve the above object, an image processing circuit according to the present invention includes an image processing unit that performs image processing on input image data to generate output image data, and a duty of an externally input PWM (Pulse Width Modulation) signal. A first duty control unit for determining a value and generating a first control signal indicating the duty value; a duty value based on a processing result of the image processing unit; and a second control signal indicating the duty value A configuration (first configuration) including: a second duty control unit to be generated; and a cooperative processing unit that determines a duty value of a PWM signal to be output based on the first control signal and the second control signal; Has been.

なお、上記第1の構成から成る画像処理回路は、前記協調処理部が、前記第1制御信号が示すデューティ値と前記第2制御信号が示すデューティ値とを乗算することにより、出力するPWM信号のデューティ値を決定する構成(第2の構成)にするとよい。   In the image processing circuit having the first configuration, the cooperative processing unit multiplies the duty value indicated by the first control signal by the duty value indicated by the second control signal, and outputs the PWM signal. It is preferable to adopt a configuration (second configuration) for determining the duty value.

また、上記第2の構成から成る画像処理回路は、第1デューティ制御部が、照度センサの照度検知結果に基づいて生成されたPWM信号を入力とし、該PWM信号のデューティ値を判別し、該デューティ値を示す前記第1制御信号を生成することを特徴とする構成(第3の構成)にするとよい。   In the image processing circuit having the second configuration, the first duty control unit receives the PWM signal generated based on the illuminance detection result of the illuminance sensor, determines the duty value of the PWM signal, and The first control signal indicating the duty value may be generated (third configuration).

また、上記第3の構成から成る画像処理回路は、前記画像処理部が、前記入力画像データの輝度ヒストグラムに基づいて前記入力画像データから前記出力画像データを生成し、前記画像処理回路は、前記出力画像データの輝度平均値を算出する第1輝度平均値算出部をさらに有し、前記第2デューティ制御部は、前記輝度平均値に基づいたデューティ値を決定し、該デューティ値を示す前記第2制御信号を生成することを特徴とする構成(第4の構成)にするとよい。   In the image processing circuit having the third configuration, the image processing unit generates the output image data from the input image data based on a luminance histogram of the input image data, and the image processing circuit A first luminance average value calculating unit that calculates a luminance average value of the output image data; and the second duty control unit determines a duty value based on the luminance average value and indicates the duty value. It is preferable to adopt a configuration (fourth configuration) characterized in that two control signals are generated.

また、上記第4の構成から成る画像処理回路は、前記出力画像データの輝度平均値とデューティ値とを関連付けた第1テーブルを格納するレジスタをさらに有し、前記第2デューティ制御部は、デューティ値の決定に際して前記第1テーブルを参照することを特徴とする構成(第5の構成)にするとよい。   The image processing circuit having the fourth configuration further includes a register for storing a first table in which the luminance average value and the duty value of the output image data are associated with each other, and the second duty control unit has a duty cycle It is preferable to use a configuration (fifth configuration) in which the first table is referred to when determining a value.

また、上記第5の構成から成る画像処理回路は、前記画像処理回路が、前記入力画像データの輝度平均値を算出する第2輝度平均値算出部と、前記第1輝度平均値算出部により算出された輝度平均値と前記第2輝度平均値算出部により算出された輝度平均値との差分値を算出する差分算出部とをさらに有し、前記第2デューティ制御部は、前記差分値に基づいたデューティ値を決定し、該デューティ値を示す前記第2制御信号を生成することを特徴とする構成(第6の構成)にするとよい。   The image processing circuit having the fifth configuration is calculated by the second luminance average value calculation unit that calculates the luminance average value of the input image data and the first luminance average value calculation unit. A difference calculating unit that calculates a difference value between the average luminance value calculated and the average luminance value calculated by the second average luminance value calculating unit, wherein the second duty control unit is based on the differential value. It is preferable to adopt a configuration (sixth configuration) that determines the duty value and generates the second control signal indicating the duty value.

また、上記第6の構成から成る画像処理回路は、前記差分値とデューティ値とを関連付けた第2テーブルを格納するレジスタをさらに有し、前記第2デューティ制御部は、デューティ値の決定に際して前記第2テーブルを参照する構成(第7の構成)としてもよい。   The image processing circuit having the sixth configuration further includes a register that stores a second table in which the difference value and the duty value are associated, and the second duty control unit is configured to determine the duty value when determining the duty value. A configuration referring to the second table (seventh configuration) may be employed.

また、本発明に係る半導体装置は、上記第1〜第7いずれかの構成から成る画像処理回路を集積化した構成(第8の構成)とされている。   The semiconductor device according to the present invention has a configuration (eighth configuration) in which the image processing circuits having any one of the first to seventh configurations are integrated.

また、本発明に係る画像処理装置は、上記第8の構成から成る半導体装置と、前記半導体装置に前記入力画像データを供給する画像入力部と、を有する構成(第9の構成)とされている。   An image processing apparatus according to the present invention has a configuration (ninth configuration) including the semiconductor device having the eighth configuration and an image input unit that supplies the input image data to the semiconductor device. Yes.

また、上記第9の構成から成る画像処理装置は、前記第1テーブル及び前記第2テーブルの内容を書き換えるためのインタフェイス部をさらに有する構成(第10の構成)としてもよい。   The image processing apparatus having the ninth configuration may further include an interface unit (tenth configuration) for rewriting the contents of the first table and the second table.

本発明によれば、照度検知結果と画像解析結果とを協調した輝度制御を実施することが可能な画像処理回路及びこれを集積化して成る半導体装置、並びに、これを用いた画像処理装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, there are provided an image processing circuit capable of performing luminance control in cooperation with an illuminance detection result and an image analysis result, a semiconductor device integrated with the image processing circuit, and an image processing device using the image processing circuit. It becomes possible to do.

本発明に係る画像処理装置の第1実施形態を示すブロック図1 is a block diagram showing a first embodiment of an image processing apparatus according to the present invention. 画像処理の全体的な流れを説明するためのタイムチャートTime chart for explaining the overall flow of image processing 輝度変換係数の算出処理を説明するためのフローチャートFlowchart for explaining calculation processing of luminance conversion coefficient エリア分割の態様を説明するための模式図Schematic diagram for explaining the mode of area division 仮想エリアが設定された状態を説明するための模式図Schematic diagram for explaining a state in which a virtual area is set ローパスフィルタの態様を説明するための模式図Schematic diagram for explaining the mode of the low-pass filter バイリニア演算について説明するための模式図Schematic diagram for explaining bilinear calculation 本発明に係る画像処理装置の第2実施形態を示すブロック図The block diagram which shows 2nd Embodiment of the image processing apparatus which concerns on this invention. 第1変換テーブルを示す模式図Schematic diagram showing the first conversion table 第2変換テーブルを示す模式図Schematic diagram showing the second conversion table PWM信号の波形を示す波形図Waveform diagram showing the waveform of the PWM signal

<第1実施形態>
図1は、本発明に係る画像処理装置の第1実施形態を示すブロック図である。第1実施形態の画像処理装置1は、撮像部10と、輝度変換処理部11と、輝度変換係数算出部12と、輝度変換係数記憶部13と、出力部14を有する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an image processing apparatus according to the present invention. The image processing apparatus 1 according to the first embodiment includes an imaging unit 10, a luminance conversion processing unit 11, a luminance conversion coefficient calculation unit 12, a luminance conversion coefficient storage unit 13, and an output unit 14.

撮像部10は、所定のレンズ群や撮像素子(例えば、CMOS[Complementary Metal-Oxide Semiconductor]センサやCCD[Charge Coupled Devices]センサ)等を備えており、被写体の光学像を結像させることで被写体の撮像処理(例えば30フレーム毎秒の動画撮像)を行う。なお、撮像部10で生成された入力画像データは、輝度変換処理部11及び輝度変換係数算出部12に逐次出力される。なお、入力画像データの生成手段は、撮像部10に限定されるものではなく、その他の画像入力部(メディア再生装置や放送受信装置など)を用いても構わない。   The imaging unit 10 includes a predetermined lens group, an imaging device (for example, a CMOS [Complementary Metal-Oxide Semiconductor] sensor or a CCD [Charge Coupled Devices] sensor), and the like, and forms an optical image of the subject. Imaging processing (for example, moving image capturing at 30 frames per second). The input image data generated by the imaging unit 10 is sequentially output to the luminance conversion processing unit 11 and the luminance conversion coefficient calculation unit 12. The means for generating input image data is not limited to the imaging unit 10, and other image input units (such as a media playback device or a broadcast receiving device) may be used.

輝度変換処理部11は、撮像部10からの入力画像データに輝度変換処理を施して出力画像データを生成する。この輝度変換処理は、入力画像データに含まれる各画素の輝度値を、輝度変換係数記憶部13に記憶されている輝度変換係数に応じて変換することにより行われる。なお、輝度変換処理部11で生成された出力画像データは、出力部14に逐次出力される。   The luminance conversion processing unit 11 performs luminance conversion processing on the input image data from the imaging unit 10 to generate output image data. This luminance conversion process is performed by converting the luminance value of each pixel included in the input image data according to the luminance conversion coefficient stored in the luminance conversion coefficient storage unit 13. Note that the output image data generated by the luminance conversion processing unit 11 is sequentially output to the output unit 14.

輝度変換係数算出部12は、撮像部10から入力されるフレーム毎の画像データ(入力画像)に基づいて、輝度変換処理に用いられる輝度変換係数を算出する。なお、輝度変換係数の内容及び輝度変換係数の算出方法については、後に改めて説明する。   The luminance conversion coefficient calculation unit 12 calculates the luminance conversion coefficient used for the luminance conversion processing based on the image data (input image) for each frame input from the imaging unit 10. The content of the luminance conversion coefficient and the method for calculating the luminance conversion coefficient will be described later.

輝度変換係数記憶部13は、輝度変換係数算出部12によって算出された輝度変換係数を、少なくとも次のフレームに係る輝度変換処理が実行されるまで記憶する。なお、この記憶内容は、輝度変換処理部11における輝度変換処理において用いられることとなる。   The luminance conversion coefficient storage unit 13 stores the luminance conversion coefficient calculated by the luminance conversion coefficient calculation unit 12 at least until the luminance conversion process related to the next frame is executed. This stored content is used in the luminance conversion processing in the luminance conversion processing unit 11.

出力部14は、LCD[Liquid Crystal Display]等のディスプレイ(例えば、車載モニタ)を備えており、輝度変換処理部11によって輝度変換処理のなされた出力画像データを逐次表示する。   The output unit 14 includes a display such as an LCD [Liquid Crystal Display] (for example, an in-vehicle monitor), and sequentially displays output image data that has been subjected to luminance conversion processing by the luminance conversion processing unit 11.

上記構成から成る画像処理装置1は、撮像部で得られた入力画像データに所定の輝度変換処理を施して出力画像データを生成し、この出力画像データに応じた映像表示を行う。   The image processing apparatus 1 configured as described above performs predetermined luminance conversion processing on the input image data obtained by the imaging unit to generate output image data, and performs video display according to the output image data.

なお、上記構成要素のうち、輝度変換処理部11、輝度変換係数算出部12、及び、輝度変換係数記憶部13については、半導体装置に集積化するとよい。   Of the above-described components, the luminance conversion processing unit 11, the luminance conversion coefficient calculation unit 12, and the luminance conversion coefficient storage unit 13 may be integrated in a semiconductor device.

次に、画像処理装置1における画像処理の全体的な流れについて、図2を参照しながら説明する。   Next, the overall flow of image processing in the image processing apparatus 1 will be described with reference to FIG.

図2は、画像処理装置1における画像処理の全体的な流れを説明するための図である。本図に示したように、第n番目のフレームに係る入力画像データが到来すると、輝度変換係数算出部12は、入力画像データに基づいて輝度変換係数の算出を行う。これにより、第n番目のフレームに基づいて定められる輝度変換係数が得られ、これが輝度変換係数記憶部13に一旦格納される。   FIG. 2 is a diagram for explaining the overall flow of image processing in the image processing apparatus 1. As shown in this figure, when input image data related to the nth frame arrives, the luminance conversion coefficient calculation unit 12 calculates a luminance conversion coefficient based on the input image data. As a result, a luminance conversion coefficient determined based on the nth frame is obtained, and is temporarily stored in the luminance conversion coefficient storage unit 13.

一方、輝度変換処理部11は、到来した第n番目のフレームに係る入力画像データに対して、既に輝度変換係数記憶部13に格納されている第(n−1)番目のフレームに基づいて定められた輝度変換係数を用いて輝度変換処理を施す。   On the other hand, the luminance conversion processing unit 11 determines the input image data related to the incoming nth frame based on the (n−1) th frame already stored in the luminance conversion coefficient storage unit 13. Luminance conversion processing is performed using the obtained luminance conversion coefficient.

より具体的には、n番目のフレームにおける座標(i,j)の画素について、輝度変換処理前の輝度をIij(n)、輝度変換処理後の輝度をOij(n)とし、(n−1)番目のフレームに基づいて、座標(i,j)の画素に対して定められた輝度変換係数をTij(n−1)とすると、各フレームの各画素に係る輝度は、下記の(1)式に基づいて、変換処理される。そして、輝度変換処理部11にて輝度変換処理のなされた出力画像データは、出力部14を通じて出力される。
Oij(n)=Tij(n−1)×Iij(n) ・・・(1)
More specifically, for a pixel at coordinates (i, j) in the nth frame, the luminance before luminance conversion processing is Iij (n), the luminance after luminance conversion processing is Oij (n), and (n−1) ) If the luminance conversion coefficient determined for the pixel at coordinates (i, j) based on the first frame is Tij (n−1), the luminance related to each pixel in each frame is (1) Conversion processing is performed based on the expression. Then, the output image data that has been subjected to the luminance conversion processing by the luminance conversion processing unit 11 is output through the output unit 14.
Oij (n) = Tij (n−1) × Iij (n) (1)

このように、本実施形態の画像処理装置1は、第n番目のフレームに係る入力画像データに対しては、第(n−1)番目のフレームに基づいて定められる輝度変換係数を用いて輝度変換処理を行う構成とされている。そのため、第n番目の輝度変換係数の算出を待たずに、第n番目の輝度変換処理及び画像出力を実行することが可能となる。その結果、入力画像データに輝度変換処理を施した出力画像データを極力早い時期に出力することが可能となり、リアルタイムに近い画像出力が可能となる。   As described above, the image processing apparatus 1 according to the present embodiment uses the luminance conversion coefficient determined based on the (n−1) th frame for the input image data related to the nth frame. It is set as the structure which performs a conversion process. Therefore, it is possible to execute the nth luminance conversion process and the image output without waiting for the calculation of the nth luminance conversion coefficient. As a result, it is possible to output the output image data obtained by subjecting the input image data to the luminance conversion process at the earliest possible time, and it is possible to output an image near real time.

なお、第n番目のフレームに係る入力画像データに対して、第(n−2)番目以前のフレームに基づいて定められた輝度変換係数を用いて輝度変換処理を行うことも可能ではあるが、あまり古いフレームに基づいた輝度変換係数を用いた場合、変換処理の精度が問題となることに注意を要する。この問題は、特に、入力画像データとして動きの大きい動画データを取り扱う場合に顕著となる。また、例えば、入力画像データとして静止画データを取り扱う場合などにおいては、第n番目のフレームに係る入力画像データに対して、第n番目のフレームに基づいて定められた輝度変換係数を用いて輝度変換処理を行うようにしても良い。   Note that it is possible to perform luminance conversion processing on the input image data related to the nth frame using a luminance conversion coefficient determined based on the (n−2) th and previous frames. It should be noted that the accuracy of conversion processing becomes a problem when luminance conversion coefficients based on very old frames are used. This problem is particularly noticeable when moving image data having a large movement as input image data. Also, for example, when still image data is handled as input image data, the luminance is calculated using the luminance conversion coefficient determined based on the nth frame for the input image data related to the nth frame. Conversion processing may be performed.

次に、輝度変換係数の算出処理の内容について、図3のフローチャートを参照しながら説明する。   Next, the content of the luminance conversion coefficient calculation process will be described with reference to the flowchart of FIG.

図3は、画像処理装置1における輝度変換係数の算出処理を説明するためのフローチャートである。本フローチャートで例示する処理では、まず、1フレーム分の入力画像データに対してエリア分割を行う(ステップS11)。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the luminance conversion coefficient calculation processing in the image processing apparatus 1. In the process exemplified in this flowchart, first, area division is performed on input image data for one frame (step S11).

図4は、画像処理装置1におけるエリア分割の態様を説明するための図である。なお、本図の例では、1フレームが縦40×横64(=2560)の画素から構成されているものとし、1エリアは8×8画素分の大きさとする。従って、エリアの総数は、縦5エリア×横8エリア=40エリアとなる。また、各エリアについては、左上から順に、A0、A1、・・・、An、・・・、A39と称することにする。   FIG. 4 is a diagram for explaining a mode of area division in the image processing apparatus 1. In the example of this figure, it is assumed that one frame is composed of 40 × 64 (= 2560) pixels, and one area is 8 × 8 pixels in size. Accordingly, the total number of areas is 5 vertical areas × 8 horizontal areas = 40 areas. Each area will be referred to as A0, A1,..., An,.

エリア分割が完了したら、次に、エリア別変換係数の算出を行う(図3のステップS12)。このエリア別変換係数は、エリア毎に決定されるものであり、エリア内の各画素に共通となる。なお、このエリア別変換係数の算出に際しては、フレーム全体の輝度ヒストグラムではなく、エリア毎の輝度ヒストグラムが算出された後、当該エリア毎の輝度ヒストグラムに基づいて変換係数が算出される。このようにして算出されたエリア別変換係数によれば、分割された各エリアにつき、入力画像データにおいて高頻度な輝度範囲であるほど、出力画像データにおいて広い輝度範囲が割り当てられることとなる。   When the area division is completed, the area-specific conversion coefficient is calculated (step S12 in FIG. 3). This area-specific conversion coefficient is determined for each area, and is common to each pixel in the area. When calculating the conversion coefficient for each area, a luminance histogram for each area is calculated instead of the luminance histogram for the entire frame, and then the conversion coefficient is calculated based on the luminance histogram for each area. According to the area-specific conversion coefficients calculated in this way, for each divided area, the wider the luminance range in the input image data, the wider the luminance range in the output image data.

図3のステップS12では、画像領域内の全エリアについて、エリア別変換係数が算出される。すなわち、各々のエリア毎に、固有のエリア別変換係数が定まることとなる。そして、エリア別変換係数をそのまま輝度変換係数として採用し、入力画像データの輝度変換処理を実行するものとしても良い。これにより、画像全体に比べて輝度差の大きい箇所が部分的に存在していても、当該部分を含めた良好なコントラストを得ることができる。   In step S12 of FIG. 3, area-specific conversion coefficients are calculated for all areas in the image area. That is, a unique area-specific conversion coefficient is determined for each area. Then, the area-specific conversion coefficient may be directly used as the luminance conversion coefficient, and the luminance conversion processing of the input image data may be executed. As a result, even when a portion having a large luminance difference as compared with the entire image partially exists, a good contrast including the portion can be obtained.

ただし、エリア別変換係数は、そのエリアの外、すなわち、他のエリアに係る輝度情報は基本的に考慮されない。そのため、エリア同士の境界部分では、輝度の差が目立ち(輝度の分布が高周波となり)、滑らかさの点において良好とはいえない画像が出力されるおそれがある。そこで、本実施形態では、各エリアについて算出されたエリア別変換係数に対し、フィルタ処理等を行うこととする。この処理の内容について具体的に説明する。   However, the area-specific conversion coefficient does not basically consider luminance information outside the area, that is, other areas. For this reason, the difference in luminance is conspicuous (brightness distribution has a high frequency) at the boundary between areas, and an image that is not good in terms of smoothness may be output. Therefore, in this embodiment, filter processing or the like is performed on the area-specific conversion coefficients calculated for each area. The contents of this process will be specifically described.

まず、フィルタ処理等の実行に先立ち、画像領域の外部に上述したエリアと同規模の仮想エリアを設定する。   First, prior to execution of filter processing or the like, a virtual area having the same scale as the above-described area is set outside the image area.

図5は、仮想エリア(図中のA40〜A69)が設定された状態を説明するための図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining a state in which virtual areas (A40 to A69 in the figure) are set.

そして、これらの仮想エリアA40〜A69に対して、仮想のエリア別変換係数(以下では、仮想係数と呼ぶ)を設定する(図3のステップS13)。なお、この仮想係数は、後述する通り、画像領域の外縁付近のエリアに対しても、通常通りフィルタ処理を実行し得るようにするためのものであり、エリア別変換係数と同様の形式をとるものである。   Then, virtual area-specific conversion coefficients (hereinafter referred to as virtual coefficients) are set for these virtual areas A40 to A69 (step S13 in FIG. 3). As will be described later, this virtual coefficient is used to allow normal filtering processing to be performed on an area near the outer edge of the image area, and takes the same form as the area-specific conversion coefficient. Is.

上記の仮想係数は、仮想エリアに隣り合う各エリア(画像領域の外縁に位置する各エリア)を基準として、当該仮想エリアと対称位置に存在するエリアのエリア別変換係数を参照して設定される。例えば、A41はA0に対してA8と対称であるから、A41の仮想係数は、A8のエリア別変換係数と同値とする。同様に、A42はA1に対してA9と対称であるから、A42の仮想係数は、A9のエリア別変換係数と同値とする。一方、四隅に位置するA40はA0に対してA9と対称であるから、A40の仮想係数は、A9のエリア別変換係数と同値とする。   The virtual coefficient is set with reference to each area adjacent to the virtual area (each area located at the outer edge of the image area) with reference to the area-specific conversion coefficient of the area existing at a symmetric position with the virtual area. . For example, since A41 is symmetric with A8 with respect to A0, the virtual coefficient of A41 has the same value as the area-specific conversion coefficient of A8. Similarly, since A42 is symmetric with A9 with respect to A1, the virtual coefficient of A42 is set to the same value as the area-specific conversion coefficient of A9. On the other hand, since A40 located at the four corners is symmetrical with A9 with respect to A0, the virtual coefficient of A40 has the same value as the area-specific conversion coefficient of A9.

なお、仮想係数の設定方法は、上述のほか、例えば、画像領域の外縁(図5中の太線)に対して対称となるように設定しても良い。この場合、A41は画像領域の外縁に対してA0と対称であるから、A40の仮想係数は、A0のエリア別変換係数と同値とする。同様に、A42は画像領域の外縁に対してA1と対称であるから、A42の仮想係数は、A1のエリア別変換係数と同値とする。一方、四隅に位置するA40は画像領域の外縁に対してA0と対称であるから、A40の仮想係数は、A0のエリア別変換係数と同値とする。   In addition to the above, the virtual coefficient setting method may be set to be symmetric with respect to the outer edge of the image area (thick line in FIG. 5), for example. In this case, since A41 is symmetrical with A0 with respect to the outer edge of the image area, the virtual coefficient of A40 is set to the same value as the area-specific conversion coefficient of A0. Similarly, since A42 is symmetric with A1 with respect to the outer edge of the image area, the virtual coefficient of A42 is set to the same value as the area-specific conversion coefficient of A1. On the other hand, A40 located at the four corners is symmetric with A0 with respect to the outer edge of the image area, so the virtual coefficient of A40 is the same value as the area-specific conversion coefficient of A0.

このように、各仮想エリアに対して仮想係数を設定したら、次に、画像領域内の各エリアにおけるエリア別変換係数について、画像空間的にローパスフィルタをかける処理(フィルタ処理)を実行する(図3のステップS14)。   After setting the virtual coefficient for each virtual area in this way, next, a process (filter process) for applying a low-pass filter in the image space is performed on the area-specific conversion coefficient in each area in the image area (FIG. 5). 3 step S14).

図6は、ローパスフィルタの態様を説明するための図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining an aspect of the low-pass filter.

これによれば、ある注目エリアについてフィルタを施す場合に、注目エリア周辺の所定範囲(この場合は上下左右の4エリア)に存在するエリアのエリア別変換係数が用いられることになる。ただし、この所定範囲の一部が画像領域からはみ出す場合、そのはみ出した部分については、その位置の仮想エリアに割り当てられた仮想係数をエリア別変換係数と仮定する。   According to this, when a filter is applied to a certain area of interest, the area-specific conversion coefficients of areas existing in a predetermined range around the area of interest (in this case, the four areas on the top, bottom, left and right) are used. However, when a part of the predetermined range protrudes from the image area, the virtual coefficient assigned to the virtual area at that position is assumed to be the area-specific conversion coefficient.

例えば、エリアA0におけるフィルタ処理後のエリア別変換係数a’(0)は、以下のようになる。なお、a(n)は、エリアAn(n=0,1,8,41,50)における当該フィルタ処理前のエリア別変換係数を示している。また、a(41)とa(50)は、それぞれ仮想エリアA41とA50における仮想係数である。
a´(0)=a(0)/2+{a(1)+a(8)+a(41)+a(50)}/8
For example, the area-specific conversion coefficient a ′ (0) after the filtering process in the area A0 is as follows. Note that a (n) represents the area-specific conversion coefficient in the area An (n = 0, 1, 8, 41, 50) before the filter processing. Further, a (41) and a (50) are virtual coefficients in the virtual areas A41 and A50, respectively.
a ′ (0) = a (0) / 2 + {a (1) + a (8) + a (41) + a (50)} / 8

このようなフィルタ処理により、エリア同士の境界部分において輝度の差が目立っていた場合であっても、かかる輝度の差を軽減させることが可能となる。また、本実施形態では、ローパスフィルタとして図6に示すものを挙げたが、どの範囲までのエリアに係るエリア別変換係数を考慮するか、また、フィルタにおけるエリア毎の重み付けをどのようにするか等については、種々の態様とすることが可能である。   Such a filtering process can reduce the difference in luminance even when the difference in luminance is conspicuous at the boundary between areas. In the present embodiment, the low-pass filter shown in FIG. 6 has been described. However, the conversion coefficient for each area relating to the area up to which range is considered, and how the weighting for each area in the filter is performed. About etc., it can be set as various aspects.

上記したフィルタ処理がなされたエリア別変換係数をそのまま輝度変換係数として採用し、入力画像データの輝度変換処理を実行するようにしても良い。しかし、本実施形態では、さらに出力画像の滑らかさを得るため、画素毎に決定される(同一エリア内でも、各画素に共通とは限らない)画素別変換係数を算出し(図3のステップS15)、これを輝度変換係数として適用する(図3のステップS16)。   The area-specific conversion coefficient that has been subjected to the filtering process described above may be directly used as the luminance conversion coefficient, and the luminance conversion process of the input image data may be executed. However, in this embodiment, in order to further obtain the smoothness of the output image, a pixel-specific conversion coefficient determined for each pixel (not necessarily common to each pixel even in the same area) is calculated (step in FIG. 3). S15), and this is applied as a luminance conversion coefficient (step S16 in FIG. 3).

ここで、この画素別変換係数の算出方法(バイリニア演算)について、図7を参照しながら説明する。   Here, a calculation method (bilinear calculation) of the conversion coefficient for each pixel will be described with reference to FIG.

図7は、バイリニア演算について説明するための図である。ある注目画素についての画素別変換係数を定めるにあたっては、当該画素の近傍に係る4個のエリアに着目する。例えば、図7における画素Pが注目画素であるときは、A0、A1、A8、及び、A9のエリアに着目することとなる。つまり、各エリアが一つの頂点を共有するとともに、各エリアの中心同士を結んでできる四辺形の内部に注目画素が位置する関係となるように、4個のエリアを選ぶこととする。   FIG. 7 is a diagram for explaining bilinear calculation. In determining the pixel-specific conversion coefficient for a certain target pixel, attention is paid to four areas related to the vicinity of the pixel. For example, when the pixel P in FIG. 7 is the target pixel, attention is paid to the areas A0, A1, A8, and A9. In other words, four areas are selected so that each area shares one vertex and the pixel of interest is located inside a quadrilateral formed by connecting the centers of the areas.

そして、注目画素Pの画素別変換係数は、これら4個のエリアの各々におけるフィルタ処理後のエリア別変換係数{a´(0)、a´(1)、a´(8)、a´(9)}と、注目画素Pの位置と、当該4個のエリアの各々における中心位置と、に係るバイリニア演算により算出される。   The pixel-by-pixel conversion coefficients of the target pixel P are the area-specific conversion coefficients {a ′ (0), a ′ (1), a ′ (8), a ′ () after the filtering process in each of these four areas. 9)}, the position of the target pixel P, and the center position in each of the four areas.

より具体的には、図7に示すように、横方向のエリア間距離をX、縦方向のエリア間距離をY、エリアA0の中心と注目画素Pとの横方向の距離をa、同じく縦方向の距離をbとした場合、注目画素Pの画素別変換係数p(P)は、次のように求められる。
p(P)={ a´(0)×(X−a)×(Y−b)
+a´(1)×a×(Y−b)
+a´(8)×(X−a)×b
+a´(9)×a×b } /(X×Y)
More specifically, as shown in FIG. 7, the horizontal distance between the areas is X, the vertical distance between the areas is Y, the horizontal distance between the center of the area A0 and the target pixel P is a, and the vertical distance is the same. When the distance in the direction is b, the pixel-by-pixel conversion coefficient p (P) of the target pixel P is obtained as follows.
p (P) = {a ′ (0) × (X−a) × (Y−b)
+ A ′ (1) × a × (Y−b)
+ A ′ (8) × (X−a) × b
+ A ′ (9) × a × b} / (X × Y)

なお、当該バイリニア演算においても、注目画素が画像領域の外縁付近にある場合は、着目する4個のエリアのうちの一部が画像領域からはみ出してしまうことが考えられる。このような場合でも、先述したフィルタ処理の場合と同様、仮想エリア及び仮想係数を設定しておくこと等により、通常のバイリニア演算が実行可能である。   Even in the bilinear calculation, if the target pixel is in the vicinity of the outer edge of the image area, it is conceivable that a part of the four areas of interest will protrude from the image area. Even in such a case, a normal bilinear calculation can be performed by setting a virtual area and a virtual coefficient as in the case of the filter processing described above.

かかる方法によって、画像領域内の全ての画素について画素別変換係数を算出し、これを各々対応する画素に関する輝度変換係数とする。これにより、エリア別変換係数に基づいてエリア同士の境界部を含めて輝度の変化が滑らかとなるように、画素別変換係数が算出される。その結果、輝度変化の不連続な部分が生じることを極力回避することが可能となり、より美しい画像を出力することが容易となる。   With this method, pixel-specific conversion coefficients are calculated for all pixels in the image area, and these are used as luminance conversion coefficients for the corresponding pixels. Accordingly, the pixel-specific conversion coefficient is calculated based on the area-specific conversion coefficient so that the luminance change is smooth including the boundary portion between the areas. As a result, it is possible to avoid the occurrence of a discontinuous portion of luminance change as much as possible, and it becomes easy to output a more beautiful image.

上記したように、本実施形態の画像処理装置1であれば、画像全体からみると出現頻度の低い輝度(或いは輝度範囲)に係る部分が存在しても、当該部分を含めて良好なコントラストを得ることが可能となる。   As described above, in the case of the image processing apparatus 1 according to the present embodiment, even if there is a portion related to the luminance (or luminance range) having a low appearance frequency when viewed from the entire image, a good contrast including the portion is obtained. Can be obtained.

<第2実施形態>
次に、本発明に係る画像処理回路の第2実施形態について詳細に説明する。図8は、本発明に係る画像処理回路の第2実施形態を示すブロック図である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the image processing circuit according to the present invention will be described in detail. FIG. 8 is a block diagram showing a second embodiment of the image processing circuit according to the present invention.

画像処理IC20は、撮像部10で得られる入力画像の輝度ヒストグラムに基づいて輝度変換係数を算出し、入力画像を構成する各画素に対して、輝度変換係数に応じた輝度変換処理を施すことにより、所望の出力画像を生成する半導体装置である。図8に示すように、画像処理IC20は、撮像部10等から入力される入力画像信号であるDIに輝度変換処理を施し、出力画像信号であるDOを生成し、出力する。   The image processing IC 20 calculates a luminance conversion coefficient based on the luminance histogram of the input image obtained by the imaging unit 10, and performs a luminance conversion process corresponding to the luminance conversion coefficient on each pixel constituting the input image. A semiconductor device that generates a desired output image. As shown in FIG. 8, the image processing IC 20 performs a luminance conversion process on DI that is an input image signal input from the imaging unit 10 or the like, and generates and outputs DO that is an output image signal.

まず、画像処理IC20に外部接続される装置について説明する。照度センサ90は、周囲光の照度に応じた検出信号を生成し、これをCPU91に送出する。なお、照度センサ90は、画像処理装置1に入射される周囲光の照度を精度良く測定すべく、できる限り画像処理装置1の近傍に配設することが望ましい。また、照度センサ90の受光素子としては、フォトダイオードやフォトトランジスタを用いることができる。   First, a device externally connected to the image processing IC 20 will be described. The illuminance sensor 90 generates a detection signal corresponding to the illuminance of ambient light and sends it to the CPU 91. Note that the illuminance sensor 90 is desirably disposed as close to the image processing apparatus 1 as possible in order to accurately measure the illuminance of ambient light incident on the image processing apparatus 1. A photodiode or a phototransistor can be used as the light receiving element of the illuminance sensor 90.

また画像処理IC20は、CPU91等から入力される入力PWM信号であるPWMIに対し、後述する協調処理を施し、出力PWM信号であるPWMOを生成し、バックライト30へ出力する。   Further, the image processing IC 20 performs cooperative processing described later on PWMI that is an input PWM signal input from the CPU 91 or the like, generates PWMO that is an output PWM signal, and outputs the PWMO to the backlight 30.

CPU91は、照度センサ90で得られる検出信号に基づいて、バックライト制御用のPWM信号を生成するためのデューティ値を決定する。そして決定したデューティ値を用いて、PWMIを生成し、画像処理IC20へ送出する。   Based on the detection signal obtained by the illuminance sensor 90, the CPU 91 determines a duty value for generating a PWM signal for backlight control. Then, using the determined duty value, PWMI is generated and sent to the image processing IC 20.

インタフェイス部92は、後述するレジスタ27に格納されている情報をユーザが書き換えるためのものである。より具体的には、操作ボタン、または制御信号の入力端子(共に不図示)等を含むように構成されている。   The interface unit 92 is for the user to rewrite information stored in a register 27 described later. More specifically, it is configured to include operation buttons, control signal input terminals (both not shown), or the like.

画像処理IC20は、輝度補正部21と、輝度平均値算出部22と、輝度平均値算出部23と、セレクタ24と、差分算出部25と、デューティ値算出部26と、レジスタ27と、デューティ値算出部28と、協調処理部29と、を集積化して成る。   The image processing IC 20 includes a luminance correction unit 21, a luminance average value calculation unit 22, a luminance average value calculation unit 23, a selector 24, a difference calculation unit 25, a duty value calculation unit 26, a register 27, and a duty value. The calculation unit 28 and the cooperation processing unit 29 are integrated.

輝度補正部21は、DIに輝度補正を施してDOを生成し、出力部14と、次に説明する輝度平均値算出部22とに出力する。なお輝度補正部21が実施する輝度補正処理の詳細は、第1実施形態の輝度変換処理部11、輝度変換係数算出部12、及び輝度変換係数13が実施する処理と同様であるため、ここでは説明を省略する。   The luminance correction unit 21 performs luminance correction on DI to generate DO, and outputs the DO to the output unit 14 and a luminance average value calculation unit 22 described below. The details of the luminance correction processing performed by the luminance correction unit 21 are the same as the processing performed by the luminance conversion processing unit 11, the luminance conversion coefficient calculation unit 12, and the luminance conversion coefficient 13 of the first embodiment. Description is omitted.

輝度平均値算出部22は、DOに含まれる輝度成分をモニタすることで、出力画像の輝度平均値を算出する。そして算出した輝度平均値を、セレクタ24を介して、デューティ値算出部26へ送出する。なお、上記した輝度平均値の算出は、例えばDOに含まれる輝度ヒストグラムを取得することにより行う。或いは、DOの各画素の輝度値を加算し、総画素数で除算することにより算出する方法でもよい。   The luminance average value calculation unit 22 calculates the luminance average value of the output image by monitoring the luminance component included in the DO. Then, the calculated luminance average value is sent to the duty value calculation unit 26 via the selector 24. The above-described calculation of the luminance average value is performed by acquiring a luminance histogram included in DO, for example. Alternatively, it may be calculated by adding the luminance value of each pixel of DO and dividing by the total number of pixels.

輝度平均値算出部23は、DIに含まれる輝度平均をモニタすることで、入力画像の輝度ヒストグラムを取得して輝度平均値を算出する。そして算出した輝度平均値を、差分算出部25へ送出する。なお、輝度平均値算出部23が実施する処理の詳細は輝度平均値算出部22と同様である。   The luminance average value calculation unit 23 acquires the luminance histogram of the input image by monitoring the luminance average included in the DI, and calculates the luminance average value. Then, the calculated luminance average value is sent to the difference calculation unit 25. The details of the process performed by the luminance average value calculation unit 23 are the same as those of the luminance average value calculation unit 22.

セレクタ24は、輝度平均値算出部22より入力される信号と、差分算出部25より入力される信号とのいずれか一方のみをデューティ値算出部26へ出力する。つまり、出力画像の輝度平均値の算出結果を示す信号と、輝度平均値の差分値を示す信号とのいずれか一方のみをデューティ値算出部26へ出力する。なお、いずれを出力するかの決定は、インタフェイス部92等を用いて受け付けたユーザ指定に基づいて行う。   The selector 24 outputs only one of the signal input from the luminance average value calculation unit 22 and the signal input from the difference calculation unit 25 to the duty value calculation unit 26. That is, only one of the signal indicating the calculation result of the luminance average value of the output image and the signal indicating the difference value of the luminance average value is output to the duty value calculation unit 26. The determination of which to output is made based on the user designation received using the interface unit 92 or the like.

ユーザは、セレクタ24を操作することにより、例えば輝度平均値を用いてデューティ値を決定したい場合に、輝度平均値算出部22より入力される信号をデューティ値算出部26へ送出するよう切り換えることが可能である。また、輝度平均値差分を用いてデューティ値を決定したい場合に、差分算出部25より入力される信号をデューティ値算出部26へ送出するよう切り換えることが可能である。   For example, when the user wants to determine the duty value using the luminance average value by operating the selector 24, the user can switch to send the signal input from the luminance average value calculation unit 22 to the duty value calculation unit 26. Is possible. In addition, when it is desired to determine the duty value using the luminance average value difference, it is possible to switch so that a signal input from the difference calculation unit 25 is sent to the duty value calculation unit 26.

差分算出部25は、輝度平均値22で算出された輝度平均値と輝度平均値23で算出された輝度平均値との差分値を算出する。そして算出した差分値を示す信号を、セレクタ24を介して、デューティ値算出部26へ送出する。   The difference calculation unit 25 calculates a difference value between the luminance average value calculated with the luminance average value 22 and the luminance average value calculated with the luminance average value 23. Then, a signal indicating the calculated difference value is sent to the duty value calculation unit 26 via the selector 24.

デューティ値算出部26は、輝度平均値22より入力される輝度平均値、または差分算出部25より入力される輝度平均値差分に基づいて、バックライト30の制御に用いられるPWM信号のデューティ値を算出する。そして算出したデューティ値を示す制御信号S2(第2制御信号)を、後述する協調処理部29へ出力する。   The duty value calculation unit 26 calculates the duty value of the PWM signal used for controlling the backlight 30 based on the luminance average value input from the luminance average value 22 or the luminance average value difference input from the difference calculation unit 25. calculate. Then, a control signal S2 (second control signal) indicating the calculated duty value is output to the cooperation processing unit 29 described later.

より具体的には、デューティ値算出部26は、輝度平均値22より入力される輝度平均値をテーブル変換することで、PWM信号のデューティ値を決定する。変換に用いる第1テーブルは、レジスタ27に予め格納されている。   More specifically, the duty value calculation unit 26 determines the duty value of the PWM signal by performing table conversion on the luminance average value input from the luminance average value 22. The first table used for conversion is stored in the register 27 in advance.

またデューティ値算出部26は、差分算出部25より入力される輝度平均値差分をテーブル変換することで、PWM信号のデューティ値を決定する。変換に用いる第2テーブルは、レジスタ27に予め格納されている。   The duty value calculation unit 26 determines the duty value of the PWM signal by performing table conversion on the luminance average value difference input from the difference calculation unit 25. The second table used for conversion is stored in the register 27 in advance.

なお、デューティ値算出部26が上記の二つの処理のいずれを行うかは、入力されるデータの種別に応じて決定するものとする。つまり、輝度平均値が入力された場合は第1テーブルを参照し、輝度平均値差分が入力された場合は第2テーブルを参照する。   Note that which of the above two processes the duty value calculation unit 26 performs is determined according to the type of input data. That is, when the luminance average value is input, the first table is referred to, and when the luminance average value difference is input, the second table is referred to.

レジスタ27は、入力画像データの輝度平均値とデューティ値とを関連付けた第1テーブル(図9)と、差分算出部25により算出された差分値とデューティ値とを関連付けた第2テーブル(図10)とを格納する。デューティ値算出部26は、デューティ値の決定に際して第1テーブルまたは第2テーブルを参照する。   The register 27 is a first table (FIG. 9) that associates the average luminance value of the input image data with the duty value (FIG. 9), and a second table (FIG. 10) that associates the difference value calculated by the difference calculation unit 25 with the duty value. ) And. The duty value calculation unit 26 refers to the first table or the second table when determining the duty value.

図9は、デューティ値算出部26で用いられる第1テーブルの一例を示す図である。なお、図9の横軸は、輝度平均値算出部22により得られた輝度平均値を示しており、縦軸は、PWM信号のデューティ値を示している。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a first table used by the duty value calculation unit 26. Note that the horizontal axis of FIG. 9 indicates the luminance average value obtained by the luminance average value calculation unit 22, and the vertical axis indicates the duty value of the PWM signal.

図10は、デューティ値算出部26で用いられる第2テーブルの一例を示す図である。なお、図10の横軸は、差分値算出部25により得られた輝度平均値差分を示しており、縦軸は、PWM信号のデューティ値を示している。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the second table used in the duty value calculation unit 26. In addition, the horizontal axis of FIG. 10 has shown the brightness | luminance average value difference obtained by the difference value calculation part 25, and the vertical axis | shaft has shown the duty value of the PWM signal.

上記の変換テーブルを用いることで、輝度平均値または輝度平均値差分と、PWM信号のデューティ値との相関関係、延いては、PWM信号のハイレベル幅(H幅)を任意に設定することが可能となる。また、上記の変換テーブルは、インタフェイス部92を用いてユーザが任意に書き換えられる。   By using the above conversion table, it is possible to arbitrarily set the correlation between the luminance average value or luminance average value difference and the duty value of the PWM signal, and thus the high level width (H width) of the PWM signal. It becomes possible. Further, the above conversion table is arbitrarily rewritten by the user using the interface unit 92.

デューティ値算出部28は、PWMIの波形を計測し、PWMIのデューティ値を算出する。そして算出したデューティ値を示す制御信号S1(第一制御信号)を、協調処理部29へ出力する。   The duty value calculation unit 28 measures the PWMI waveform and calculates the PWMI duty value. Then, the control signal S1 (first control signal) indicating the calculated duty value is output to the cooperation processing unit 29.

協調処理部29は、S1とS2とを入力し、両制御信号が示すデューティ値に基づいて、PWMOのデューティ値を決定する。そして決定したデューティ値によるPWMOを生成して、バックライト30へ送出する。   The cooperation processing unit 29 inputs S1 and S2, and determines the duty value of PWMO based on the duty value indicated by both control signals. Then, PWMO with the determined duty value is generated and sent to the backlight 30.

より具体的には、協調処理部29は、上記の両制御信号が示すデューティ値を乗算することにより、PWMOのデューティ値を決定する。この算出処理の一例を、図11を用いて説明する。   More specifically, the cooperation processing unit 29 determines the duty value of PWMO by multiplying the duty values indicated by the both control signals. An example of this calculation process will be described with reference to FIG.

図11(a)はPWMIの波形を示したものであり、PWMIのデューティ値はS1に基づいて生成可能なPWM信号を模式的に表したものである。また図11(b)は、PWMOの波形を示したものである。また図11(c)は、S2に基づいて生成可能なPWM信号を模式的に表したものである。   FIG. 11A shows the waveform of PWMI, and the duty value of PWMI schematically represents a PWM signal that can be generated based on S1. FIG. 11B shows the waveform of PWMO. FIG. 11C schematically shows a PWM signal that can be generated based on S2.

図11に示すように、PWM信号は、所定のサイクルでハイレベル期間(オン期間)とローレベル期間(オフ期間)を交互に繰り返すパルス信号である。このデューティ値を可変制御することで、バックライト30に流す駆動電流の平均値を調整することが可能となる。すなわち、PWM信号のデューティ値を大きくするほど、バックライト30は明るくなり、PWM信号のデューティ値を小さくするほど、バックライト30は暗くなる。   As shown in FIG. 11, the PWM signal is a pulse signal that alternately repeats a high level period (on period) and a low level period (off period) in a predetermined cycle. By variably controlling the duty value, it is possible to adjust the average value of the drive current flowing through the backlight 30. That is, the backlight 30 becomes brighter as the duty value of the PWM signal is increased, and the backlight 30 is darker as the duty value of the PWM signal is decreased.

協調処理部29は、S1が示すデューティ値をd(S1)、S2が示すデューティ値をd(S2)、PWMOのデューティ値をd(S3)とした場合、d(S3)を次のように求める。
d(S3)=d(S1)×d(S2)
When the duty value indicated by S1 is d (S1), the duty value indicated by S2 is d (S2), and the duty value of PWMO is d (S3), the cooperative processing unit 29 sets d (S3) as follows: Ask.
d (S3) = d (S1) × d (S2)

例えば本図左に示すように、S1のデューティ値が50%であり、S2のデューティ値が100%である場合、協調処理部29は下記のように演算を行う。
(50/100)×(100/100)=(50/100)
この結果、PWMOのデューティ値は50%となる。
For example, as shown on the left side of the figure, when the duty value of S1 is 50% and the duty value of S2 is 100%, the cooperative processing unit 29 performs the calculation as follows.
(50/100) × (100/100) = (50/100)
As a result, the duty value of PWMO is 50%.

また例えば本図中央に示すように、S1のデューティ値が50%であり、S2のデューティ値が50%である場合、協調処理部29は下記のように演算を行う。
(50/100)×(50/100)=(25/100)
この結果、PWMOのデューティ値は25%となる。
For example, as shown in the center of the figure, when the duty value of S1 is 50% and the duty value of S2 is 50%, the cooperative processing unit 29 performs the calculation as follows.
(50/100) × (50/100) = (25/100)
As a result, the duty value of PWMO is 25%.

また例えば本図右に示すように、S1のデューティ値が50%であり、S2のデューティ値が25%である場合、協調処理部29は下記のように演算を行う。
(50/100)×(25/100)=(12.5/100)
この結果、PWMOのデューティ値は12.5%となる。
For example, as shown on the right side of the figure, when the duty value of S1 is 50% and the duty value of S2 is 25%, the cooperative processing unit 29 performs the calculation as follows.
(50/100) × (25/100) = (12.5 / 100)
As a result, the duty value of PWMO is 12.5%.

以上のように、S1が示すデューティ値とS2が示すデューティ値とを乗算することにより、照度センサ90による検知結果と、輝度補正部21による輝度補正結果との両方を考慮したPWM信号を生成することが可能である。これにより、照度検知結果と画像解析結果とを協調した輝度制御を実施することが可能である。
<その他の変形例>
As described above, by multiplying the duty value indicated by S1 and the duty value indicated by S2, a PWM signal is generated in consideration of both the detection result by the illuminance sensor 90 and the luminance correction result by the luminance correction unit 21. It is possible. Thereby, it is possible to implement luminance control in which the illuminance detection result and the image analysis result are coordinated.
<Other variations>

なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。   The configuration of the present invention can be variously modified in addition to the above-described embodiment without departing from the gist of the invention. That is, the above-described embodiment is an example in all respects and should not be considered as limiting, and the technical scope of the present invention is not the description of the above-described embodiment, but the claims. It should be understood that all modifications that come within the meaning and range of equivalents of the claims are included.

なお上記の実施形態では、フレーム単位での輝度制御を前提としており、従ってローカルディミングを行っていない。しかし、画素(もしくはエリア)単位の輝度制御を実施するローカルディミングにおいて、本発明の輝度制御を実施する形態でもよい。この際、変換テーブルの内容も、ローカルディミングの制御内容に併せて適宜変更することが可能である。   Note that the above embodiment is premised on luminance control in units of frames, and therefore local dimming is not performed. However, the luminance control according to the present invention may be implemented in local dimming in which luminance control is performed in units of pixels (or areas). At this time, the content of the conversion table can be changed as appropriate in accordance with the control content of the local dimming.

また上記の実施形態では、輝度補正部21による輝度補正結果に基づいてS2を生成しているが、これ以外の画像処理結果、例えば色調変換処理等の処理結果に基づいてS2を生成する形態でもよい。   In the above embodiment, S2 is generated based on the luminance correction result by the luminance correction unit 21. However, S2 may be generated based on other image processing results, for example, processing results such as color tone conversion processing. Good.

また本発明の画像処理装置としては、例えばテレビジョン装置、ハードディスクレコーダ、ビデオカメラ等の装置のほか、インターネットを介して提供される映像コンテンツの再生機能を備えたパーソナルコンピュータ等を用いることができる。   As the image processing apparatus of the present invention, for example, a personal computer or the like having a video content playback function provided via the Internet can be used in addition to apparatuses such as a television apparatus, a hard disk recorder, and a video camera.

本発明は、入力画像データに輝度変換処理を施して出力画像データを生成する画像処理回路、これを集積化して成る半導体装置、並びに、これを用いた画像処理装置において、出力画像の視認性を高める上で有用な技術である。   The present invention relates to an image processing circuit that generates input image data by performing luminance conversion processing on input image data, a semiconductor device integrated with the image processing circuit, and an image processing device using the image processing circuit. It is a useful technique for enhancing.

1 画像処理装置
10 撮像部
11 輝度変換処理部
12 輝度変換係数算出部
13 輝度変換係数記憶部
14 出力部
20 画像処理IC(半導体装置)
21 輝度補正部(画像処理部)
22 輝度平均値算出部(第1輝度平均値算出部)
23 輝度平均値算出部(第2輝度平均値算出部)
24 セレクタ
25 差分算出部
26 デューティ値算出部(第2デューティ制御部)
27 レジスタ
28 デューティ値算出部(第1デューティ制御部)
29 協調処理部
30 バックライト
90 照度センサ
91 CPU
92 インタフェイス部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image processing apparatus 10 Imaging part 11 Luminance conversion process part 12 Luminance conversion coefficient calculation part 13 Luminance conversion coefficient memory | storage part 14 Output part 20 Image processing IC (semiconductor device)
21 Brightness correction unit (image processing unit)
22 Luminance average value calculation unit (first luminance average value calculation unit)
23 Luminance average value calculation unit (second luminance average value calculation unit)
24 selector 25 difference calculation unit 26 duty value calculation unit (second duty control unit)
27 Register 28 Duty Value Calculation Unit (First Duty Control Unit)
29 Cooperative Processing Unit 30 Backlight 90 Illuminance Sensor 91 CPU
92 Interface part

Claims (10)

入力画像データに画像処理を施して出力画像データを生成する画像処理部と、
外部入力されるPWM(Pulse Width Modulation)信号のデューティ値を判別し、該デューティ値を示す第1制御信号を生成する第1デューティ制御部と、
前記画像処理部の処理結果に基づいたデューティ値を決定し、該デューティ値を示す第2制御信号を生成する第2デューティ制御部と、
前記第1制御信号と前記第2制御信号とに基づいて、出力するPWM信号のデューティ値を決定する協調処理部とを有することを特徴とする画像処理回路。
An image processing unit that performs image processing on input image data to generate output image data;
A first duty control unit for determining a duty value of an externally input PWM (Pulse Width Modulation) signal and generating a first control signal indicating the duty value;
A second duty control unit that determines a duty value based on a processing result of the image processing unit and generates a second control signal indicating the duty value;
An image processing circuit comprising: a cooperative processing unit that determines a duty value of a PWM signal to be output based on the first control signal and the second control signal.
前記協調処理部は、前記第1制御信号が示すデューティ値と前記第2制御信号が示すデューティ値とを乗算することにより、出力するPWM信号のデューティ値を決定することを特徴とする請求項1に記載の画像処理回路。   The said cooperation processing part determines the duty value of the PWM signal to output by multiplying the duty value which the said 1st control signal shows, and the duty value which the said 2nd control signal shows. An image processing circuit according to 1. 第1デューティ制御部は、照度センサの照度検知結果に基づいて生成されたPWM信号を入力とし、該PWM信号のデューティ値を判別し、該デューティ値を示す前記第1制御信号を生成することを特徴とする請求項2に記載の画像処理回路。   The first duty control unit receives the PWM signal generated based on the illuminance detection result of the illuminance sensor, determines the duty value of the PWM signal, and generates the first control signal indicating the duty value. The image processing circuit according to claim 2, wherein: 前記画像処理部は、前記入力画像データの輝度ヒストグラムに基づいて前記入力画像データから前記出力画像データを生成し、
前記画像処理回路は、前記出力画像データの輝度平均値を算出する第1輝度平均値算出部をさらに有し、
前記第2デューティ制御部は、前記輝度平均値に基づいたデューティ値を決定し、該デューティ値を示す前記第2制御信号を生成することを特徴とする請求項3に記載の画像処理回路。
The image processing unit generates the output image data from the input image data based on a luminance histogram of the input image data;
The image processing circuit further includes a first luminance average value calculation unit that calculates a luminance average value of the output image data,
The image processing circuit according to claim 3, wherein the second duty control unit determines a duty value based on the average luminance value and generates the second control signal indicating the duty value.
前記出力画像データの輝度平均値とデューティ値とを関連付けた第1テーブルを格納するレジスタをさらに有し、
前記第2デューティ制御部は、デューティ値の決定に際して前記第1テーブルを参照することを特徴とする請求項4に記載の画像処理回路。
A register that stores a first table that associates a luminance average value and a duty value of the output image data;
The image processing circuit according to claim 4, wherein the second duty control unit refers to the first table when determining a duty value.
前記画像処理回路は、前記入力画像データの輝度平均値を算出する第2輝度平均値算出部と、前記第1輝度平均値算出部により算出された輝度平均値と前記第2輝度平均値算出部により算出された輝度平均値との差分値を算出する差分算出部とをさらに有し、
前記第2デューティ制御部は、前記差分値に基づいたデューティ値を決定し、該デューティ値を示す前記第2制御信号を生成することを特徴とする請求項5に記載の画像処理回路。
The image processing circuit includes a second luminance average value calculating unit that calculates a luminance average value of the input image data, a luminance average value calculated by the first luminance average value calculating unit, and the second luminance average value calculating unit. A difference calculation unit that calculates a difference value from the luminance average value calculated by
The image processing circuit according to claim 5, wherein the second duty control unit determines a duty value based on the difference value and generates the second control signal indicating the duty value.
前記差分値とデューティ値とを関連付けた第2テーブルを格納するレジスタをさらに有し、
前記第2デューティ制御部は、デューティ値の決定に際して前記第2テーブルを参照することを特徴とする請求項6に記載の画像処理回路。
A register for storing a second table associating the difference value with the duty value;
The image processing circuit according to claim 6, wherein the second duty control unit refers to the second table when determining a duty value.
請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の画像処理回路を集積化したことを特徴とする半導体装置。   8. A semiconductor device, wherein the image processing circuit according to claim 1 is integrated. 請求項8に記載の半導体装置と、前記半導体装置に前記入力画像データを供給する画像入力部と、を有することを特徴とする画像処理装置。   An image processing apparatus comprising: the semiconductor device according to claim 8; and an image input unit that supplies the input image data to the semiconductor device. 前記第1テーブル及び前記第2テーブルの内容を書き換えるためのインタフェイス部をさらに有することを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 9, further comprising an interface unit for rewriting contents of the first table and the second table.
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