JP2013157867A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効果的なエッジ強調とノイズの抑制とを可能とし、高品質な画像を得るための画像処理装置を提供すること。
【解決手段】実施形態によれば、画像処理装置は、エッジ強調部３３及び輝度レベル判定部５４を有する。エッジ強調部３３は、画像信号から得られた輝度信号３５について、エッジ強調処理を実施する。エッジ強調部３３は、ノイズキャンセル処理及び振幅制限処理を経た抽出データ３８を、輝度信号３５に加算する。輝度レベル判定部５４は、輝度信号３５の信号レベルの高低を判定する。輝度レベル判定部５４は、予め設定された輝度レベル判定用閾値ｄ１、ｄ２と輝度信号３５の信号レベルとを比較する。エッジ強調部３３は、輝度レベル判定部５４での比較結果に応じて選択された係数を用いて抽出データ３８を調整し、輝度信号３５に加算する。
【選択図】図１１

Description

本発明の実施形態は、画像処理装置に関する。

近年、携帯電話に搭載されるカメラモジュール等は、低コスト化や薄型化のために、レンズ枚数を削減することや、ＭＴＦ（modulation transfer function）特性の低いレンズを使用することがある。ＭＴＦが低いことによる、ピント合わせの不十分さをカバーするためには、例えば、デジタル信号処理によるエッジの補正（エッジ強調処理）が実施される。エッジ強調処理は、一般に、バンドバスフィルタ（ＢＰＦ）で抽出された所定帯域のエッジ成分に所定の処理を施し、エッジ部分への加算によるオーバーシュート或いは減算によるアンダーシュートを付加することなどにより行う。

特に、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）の低い画像においては、エッジ成分とともにノイズ成分が抽出され、エッジ部分へ加算されることで、得られる画像のＳＮＲがさらに悪化することがある。ＳＮＲの悪化については、抽出されたエッジ成分に対するノイズキャンセル機能を付加することにより対応がなされている。ノイズキャンセル機能は、ノイズ成分のみならずエッジ成分も減少させることがある。そのため、ノイズキャンセル機能の適用により、所望のレベルに対し解像度が低下する場合がある。

明部と暗部とを併せ持つ画像では、エッジ強調処理は、明部においては強めとし、暗部においては弱め、とすることが望まれる。暗部については、エッジ強調処理を強めとする必要性が低いものとされている。エッジ成分の振幅は、明部において大きく、暗部において小さくなることから、必要とされるエッジ強調のレベルは明暗により変化する。また、明部のエッジについては、エッジ強調のレベルのバランスを保つために、エッジ強調を所望のレベルでクリップする振幅制限処理が施される。

エッジ強調のレベルのバランスを優先させる場合、エッジ強調の制限とするレベルを低く設定することで、エッジ強調が不十分となる。これについては、振幅制限処理後のエッジ成分にゲインを乗ずることで、エッジ強調のレベルをかさ上げする措置を取り得る。この場合、暗部から抽出されたエッジ成分に含まれるノイズも増幅されることとなる。これに対し、エッジ強調の制限とするレベルを高く設定すると、エッジにおけるレベルのバランスが崩れることとなる。このように、従来技術によると、効果的なエッジ強調とノイズの抑制との両立を可能とするための調整が困難であることが問題となる。

特開２００５−２８６４１１号公報

本発明の一つの実施形態は、効果的なエッジ強調とノイズの抑制とを可能とし、高品質な画像を得るための画像処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一つの実施形態によれば、画像処理装置は、データ抽出部、ノイズキャンセル部、振幅制限部、エッジ強調部及び輝度レベル判定部を有する。データ抽出部は、被写体像の撮像により取得された画像信号から、信号レベルに応じたデータ抽出を実施する。ノイズキャンセル部は、データ抽出部にて抽出された抽出データについて、ノイズキャンセル処理を実施する。振幅制限部は、抽出データについて、振幅制限処理を実施する。エッジ強調部は、画像信号から得られた輝度信号について、エッジ強調処理を実施する。エッジ強調部は、ノイズキャンセル処理及び振幅制限処理を経た抽出データを、輝度信号に加算する。輝度レベル判定部は、輝度信号の信号レベルの高低を判定する。輝度レベル判定部は、予め設定された輝度レベル判定用閾値と輝度信号の信号レベルとを比較する。エッジ強調部は、輝度レベル判定部での比較結果に応じて選択された係数を用いて抽出データを調整し、輝度信号に加算する。

第１の実施形態にかかる画像処理装置であるＤＳＰの概略構成を示すブロック図。 図１に示すＤＳＰを備えるカメラモジュールの概略構成を示すブロック図。 図２に示すカメラモジュールを備えるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図。 エッジ抽出部の構成を示すブロック図。 エッジ抽出部によるエッジ抽出の概要を説明する図（その１）。 エッジ抽出部によるエッジ抽出の概要を説明する図（その２）。 エッジ抽出部によるエッジ抽出の概要を説明する図（その３）。 エッジ抽出部によるエッジ抽出の概要を説明する図（その４）。 エッジ抽出部によるエッジ抽出の概要を説明する図（その５）。 エッジ抽出部によるエッジ抽出の概要を説明する図（その６）。 エッジ強調部の構成を示すブロック図。 エッジ強調部において加算される抽出データのレベルの調整について説明する図。 抽出データの調整のための係数を、アナログゲインに連動して変化させる例を説明する図。 第２の実施形態にかかる画像処理装置であるＤＳＰの概略構成を示すブロック図。 図１４に示すＤＳＰに含まれるエッジ抽出部及びエッジ強調部の構成を示すブロック図。 第３の実施形態にかかる画像処理装置であるＤＳＰのうち、エッジ抽出部及びエッジ強調部の構成を示すブロック図。

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる画像処理装置を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる画像処理装置であるデジタルシグナルプロセッサ（digital signal processor；ＤＳＰ）の概略構成を示すブロック図である。図２は、図１に示すＤＳＰを備えるカメラモジュールの概略構成を示すブロック図である。図３は、図２に示すカメラモジュールを備えるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。カメラモジュール２は、デジタルカメラ１以外には、例えばカメラ付き携帯端末等の電子機器で使用される。

デジタルカメラ１は、カメラモジュール２、記憶部３及び表示部４を有する。カメラモジュール２は、被写体像を撮像する。記憶部３は、カメラモジュール２により撮影された画像を格納する。表示部４は、カメラモジュール２により撮影された画像を表示する。表示部４は、例えば、液晶ディスプレイである。

カメラモジュール２は、被写体像の撮像により、記憶部３及び表示部４へ画像信号を出力する。記憶部３は、ユーザの操作等に応じて、表示部４へ画像信号を出力する。表示部４は、カメラモジュール２あるいは記憶部３から入力される画像信号に応じて、画像を表示する。

カメラモジュール２は、レンズユニット１１、イメージセンサ１２、アナログデジタル変換器（analog to digital converter；ＡＤＣ）１３及びＤＳＰ１４を有する。レンズユニット１１は、被写体からの光を取り込み、イメージセンサ１２にて被写体像を結像させる。イメージセンサ１２は、レンズユニット１１により取り込まれた光を信号電荷に変換し、被写体像を撮像する。

イメージセンサ１２は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の信号値をベイヤー配列に対応する順序で取り込むことにより、アナログ画像信号を生成する。ＡＤＣ１３は、イメージセンサ１２からの画像信号をアナログ方式からデジタル方式へ変換する。ＤＳＰ１４は、ＡＤＣ１３からのデジタル画像信号に対して種々の画像処理を施す。

ラインメモリ２０は、ＡＤＣ１３からＤＳＰ１４へ入力されたデジタル画像信号を一時的に貯える。キズ補正部２１及びノイズキャンセル部２２は、ラインメモリ２０を共用する。キズ補正部２１は、ラインメモリ２０からのデジタル画像信号に対してキズ補正を実施する。キズ補正部２１は、イメージセンサ１２において正常に機能していない画素によるデジタル画像信号の欠損部分（キズ）を補正する。ノイズキャンセル部２２は、ノイズを低減させるためのノイズキャンセル処理を実施する。シェーディング補正部２８は、被写体像のシェーディング補正を実施するためのシェーディング補正係数を算出する。

デジタルアンプ（ＡＭＰ）回路２３は、後述するＡＷＢ／ＡＥ演算部２７で算出された係数と、シェーディング補正部２８で算出されたシェーディング補正係数とを基にしてデジタルＡＭＰ係数を算出する。また、デジタルＡＭＰ回路２３は、キズ補正部２１及びノイズキャンセル部２２での処理を経たデジタル画像信号に、デジタルＡＭＰ係数を乗算する。

ラインメモリ２４は、デジタルＡＭＰ係数が乗算されたデジタル画像信号を一時的に貯える。画素補間部２５は、ラインメモリ２４からベイヤー配列の順序で伝達されてくるデジタル画像信号の補間処理（デモザイク処理）により、ＲＧＢの信号（感度信号）を生成する。カラーマトリクス部２６は、ＲＧＢの感度信号に対して、色再現性を得るためのカラーマトリクス演算処理（色再現性処理）を実施する。ＡＷＢ／ＡＥ演算部２７は、自動ホワイトバランス（auto white balance；ＡＷＢ）調整、自動露出（auto exposure；ＡＥ）調整のための各係数を、ＲＧＢの感度信号から算出する。

ガンマ補正部３０は、ＲＧＢの感度信号に対して、画像の階調を補正するためのガンマ補正を実施する。ＹＵＶ変換部３１は、ＲＧＢの感度信号から輝度（Ｙ）信号３５及び色差（ＵＶ）信号３６を生成することにより、画像信号をＲＧＢ形式からＹＵＶ形式（例えば、ＹＵＶ４２２など）へ変換する。ＹＵＶ変換部３１は、色成分ごとの感度信号を、Ｙ信号３５及びＵＶ信号３６に変換する。ラインメモリ３２は、ＹＵＶ変換部３１からのＹ信号３５及びＵＶ信号３６を一時的に貯える。

エッジ強調部３３は、ラインメモリ３２から読み出されたＹ信号３５について、エッジ強調処理を実施する。エッジ強調部３３は、エッジ強調処理において、例えば、イメージセンサ１２による撮像条件及び各画素の位置に基づいて算出した補正係数を用いる。さらに、エッジ強調部３３は、エッジ強調処理として、エッジ抽出部３４から入力される抽出データ３８をＹ信号３５に加算する。

エッジ抽出部３４は、ラインメモリ２４から読み出されるＲＡＷ画像データ３７についてエッジ抽出を実施し、抽出データ３８を出力する。ＲＡＷ画像データ３７は、イメージセンサ１２（図２参照）における被写体像の撮像により取得されてから、エッジ抽出部３４へ至るまでの各部における信号処理を経た画像信号とする。

ＤＳＰ１４は、エッジ強調部３３でのエッジ強調処理を経たＹ信号３９とラインメモリ３２からのＵＶ信号３６とを出力する。なお、本実施形態で説明するＤＳＰ１４の構成は一例であって、適宜変形しても良い。ＤＳＰ１４は、例えば、本実施形態で示す要素とは別の要素の追加や、省略可能な要素の省略等の変更をしても良い。

図４は、エッジ抽出部の構成を示すブロック図である。エッジ抽出部３４は、ラインメモリ４０、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４１、ノイズキャンセル部４２、振幅制限部４３及び乗算器４４を有する。

ラインメモリ４０は、ラインメモリ２４（図１参照）からエッジ抽出部３４へ入力されたＲＡＷ画像データ３７を一時的に貯える。ＢＰＦ４１は、ラインメモリ４０から読み出されたＲＡＷ画像データ３７のうち所定帯域のデータを、エッジ成分を含むデータとして抽出する。ＢＰＦ４１は、被写体像の撮像により取得された画像データから、信号レベルに応じたデータ抽出を実施するデータ抽出部として機能する。ＢＰＦ４１は、ＲＡＷ画像データ３７から抽出された抽出データを出力する。

ノイズキャンセル部４２は、ＢＰＦ４１にて抽出された抽出データについて、ノイズキャンセル処理を実施する。ノイズキャンセル部４２は、抽出データの信号レベルから所定のノイズキャンセル用閾値を差し引くことで、ノイズキャンセル用閾値以下の信号レベルのデータを、ノイズ成分とみなして除去する。ノイズキャンセル用閾値は、ノイズキャンセル処理のために予め設定された閾値とする。

振幅制限部４３は、ノイズキャンセル部４２におけるノイズキャンセル処理を経た抽出データについて、振幅制限処理を実施する。振幅制限部４３は、抽出データのうち所定の振幅制限幅を超える信号レベルのデータを、振幅制限内のレベルに揃えることで、エッジ強調のレベルを均一化させる。振幅制限幅は、振幅制限処理のために予め設定された設定値とする。

乗算器４４は、振幅制限部４３における振幅制限処理を経た抽出データに、例えば予め設定された振幅調整用ゲイン４５を乗算する。乗算器４４は、振幅制限部４３における振幅制限処理がなされた抽出データについて、振幅調整を実施する振幅調整部として機能する。振幅調整用ゲイン４５は、振幅調整部における振幅調整のために設定されたゲインとする。エッジ抽出部３４は、乗算器４４での振幅調整用ゲイン４５の乗算を経た抽出データ３８を出力する。

図５から図１０は、エッジ抽出部によるエッジ抽出の概要を説明する図である。各図において、縦軸は抽出データの信号レベル、横軸は画像上の位置を表すものとする。各図において、実線の棒グラフは画像に存在するエッジ成分、破線の棒グラフはエッジ部分に存在するノイズ成分を表すものとする。

例えば、ＢＰＦ４１におけるデータ抽出により、図５に示す分布をなす抽出データが取得されたとする。抽出データには、エッジ成分とともにノイズ成分が含まれている。かかる抽出データに対し、ノイズキャンセル部４２が、図６の上段に示すように、ノイズキャンセル用閾値をＴｈ１とするノイズキャンセル処理を実施したとする。

ノイズキャンセル処理前の抽出データに、Ｔｈ１未満のレベルのエッジ成分が含まれていた場合、図６の下段に示すように、当該エッジ成分は、ノイズ成分とともに除去されることとなる。ノイズキャンセル用閾値を低い値とするほど、低いレベルのエッジ成分を多く残存させることができる一方、多くのノイズ成分も残存し易くなる。

また、例えば、ＢＰＦ４１におけるデータ抽出により、図７に示す分布をなす抽出データが取得されたとする。抽出データには、エッジ成分とノイズ成分とが含まれている。図７に示す例では、画像の明部と暗部とが、画像上において比較的明確に分かれているとする。データ５１は、画像の明部から得られたデータとする。データ５２は、画像の暗部から得られたデータとする。

この例において、明部のデータ５１と暗部のデータ５２とで、ノイズ成分の信号レベルを比較すると、明部には、暗部に含まれるノイズ成分より高い信号レベルのノイズ成分が含まれている。但し、エッジ成分の信号レベルに対するノイズ成分の信号レベルの比率は、明部に比べて暗部のほうが高いことから、明部のエッジ部分に生じたノイズに対して、暗部のエッジ部分に生じたノイズのほうが目立つこととなる。

かかる抽出データに対し、ノイズキャンセル部４２が、図８の上段に示すように、ノイズキャンセル用閾値をＴｈ１とするノイズキャンセル処理を実施したとする。この例では、ノイズキャンセル処理前の抽出データに、Ｔｈ１以上のノイズ成分が含まれている。このため、図８の下段に示すように、ノイズキャンセル処理の抽出データには、ノイズ成分が残存している。但し、明部及び暗部のいずれにおいても、エッジ成分の信号レベルに対し、ノイズ成分の信号レベルが十分低いことから、残存したノイズ成分を目立たせなくすることができる。

図８の下段に示すように、ノイズキャンセル処理後の抽出データでは、このようにノイズが低減されている一方、明部のエッジ部分５３において、信号レベルの大幅なばらつきが生じている。そこで、エッジ強調のレベルのバランスを保つために、エッジ強調を所望のレベルでクリップする振幅制限処理を施す。

例えば、図８の下段に示すように、振幅制限部４３が、振幅制限幅をＴｈ２とする振幅制限処理を実施したとする。図９に示すように、かかる振幅制限処理後の抽出データでは、エッジ部分５３における信号レベルのアンバランスを解消できている一方、エッジ強調のレベルが不十分となる。そこで、乗算器４４は、振幅制限処理後の抽出データに振幅調整用ゲイン４５を乗ずることで、図１０に示すように、抽出データのレベルを一律に増幅させる。

かかる振幅調整により、明部及び暗部において十分なエッジ強調が可能となる一方、ノイズ成分のレベルも増幅されることとなる。振幅制限処理における振幅制限幅を広くするほど、ノイズ成分に対しエッジ成分の信号レベルを高くできる一方、エッジにおける信号レベルのアンバランスが残存し易くなる。

本実施形態では、ＤＳＰ１４は、効果的なエッジ強調とノイズの抑制とを両立させるための調整が難航することを回避するために、エッジ抽出部３４から出力された抽出データ３８を、Ｙ信号３５に応じて調整してから、Ｙ信号３５に加算する。

図１１は、エッジ強調部の構成を示すブロック図である。エッジ強調部３３は、輝度レベル判定部５４及びセレクタ５５を有する。輝度レベル判定部５４は、輝度レベル判定用閾値ｄ１及びｄ２（ｄ１＜ｄ２とする）とＹ信号３５の信号レベルとを比較することで、Ｙ信号３５の信号レベルの高低を判定する。例えば、エッジ強調部３３は、予め設定された輝度レベル判定用閾値ｄ１及びｄ２を保持する。セレクタ５５は、加算される抽出データ３８が互いに異なるレベルに調整されたＹ信号３５のうちの一つを、輝度レベル判定部５４での判定結果に応じて選択する。

輝度レベル判定用閾値ｄ２は、例えば、通常の手法でのエッジ抽出により、ノイズ成分に対し十分なレベルのエッジ成分を容易に抽出可能な輝度レベルとする。輝度レベル判定用閾値ｄ１は、例えば、通常の手法でのエッジ抽出では、エッジ成分に対しノイズ成分が顕著となるために、ＳＮＲ確保の観点からＹ信号３５へ加算しないことが望ましい状況となり易い輝度レベルとする。

エッジ強調部３３には、エッジ抽出部３４において、データ抽出、ノイズキャンセル処理、振幅制限処理及び振幅調整を経た抽出データ３８と、ラインメモリ３２（図１参照）から読み出したＹ信号３５とが入力される。

エッジ強調部３３へ入力されたＹ信号３５の信号レベルがｄ１未満である場合、輝度レベル判定部５４は、かかる判定結果を表す信号、例えば「０」を出力する。Ｙ信号３５の信号レベルがｄ１以上かつｄ２未満である場合、輝度レベル判定部５４は、かかる判定結果を表す信号、例えば「１」を出力する。Ｙ信号３５の信号レベルがｄ２以上である場合、輝度レベル判定部５４は、かかる判定結果を表す信号、例えば「２」を出力する。

輝度レベル判定部５４から信号「２」が入力された場合、セレクタ５５は、抽出データ３８がレベルの調整を経ずに加算されたＹ信号３５を選択する。輝度レベル判定部５４から信号「１」が入力された場合、セレクタ５５は、係数Ａ（０＜Ａ＜１とする）の乗算を経た抽出データ３８が加算されたＹ信号３５を選択する。係数Ａは、例えば２分の１とする。

輝度レベル判定部５４から信号「０」が入力された場合、セレクタ５５は、抽出データ３８の加算を経ないＹ信号３５を選択する。エッジ強調部３３は、セレクタ５５で選択されたデータを、Ｙ信号３９として出力する。この例において、エッジ強調部３３は、Ｙ信号３５に加算する抽出データ３８のレベルを、輝度レベル判定部５４での判定結果に応じて、１倍、２分の１倍、０と調整する。

図１２は、エッジ強調部において加算される抽出データのレベルの調整について説明する図である。Ｙ信号３５の信号レベルがｄ１未満である場合、エッジ強調部３３は、Ｙ信号３５への抽出データ３８の加算を停止させる。言い換えると、エッジ強調部３３は、Ｙ信号３５への加算対象とする抽出データ３８を調整するための係数としてゼロを選択する。エッジ強調部３３は、画像のうち、エッジ強調の効果に比べてＳＮＲの悪化が見込まれる暗部のエッジ部分については抽出データ３８の加算を停止することで、ＳＮＲの悪化を抑制させる。

Ｙ信号３５の信号レベルがｄ１以上かつｄ２未満である場合、エッジ強調部３３は、Ｙ信号３５への加算対象とする抽出データ３８を調整するための係数として、０＜Ａ＜１を満たすＡを選択する。ｄ１以上かつｄ２未満の輝度レベルの場合、抽出データ３８には、微小なレベルのエッジ成分が存在する可能性があり、かつノイズ成分も残存する可能性がある。エッジ強調部３３は、この場合のように、画像のうち中程度の明るさの部分については、所定の比率で減少させた抽出データ３８をＹ信号３５へ加算することで、エッジ強調の効果を残しつつＳＮＲの悪化を抑制させる。なお、係数Ａは、２分の１である場合に限られず、０＜Ａ＜１を満足するいずれの値としても良い。

Ｙ信号３５の信号レベルがｄ２以上である場合、エッジ強調部３３は、抽出データ３８をそのまま、即ち、係数を１として、Ｙ信号３５へ加算する。エッジ強調部３３は、画像のうち、ＳＮＲ悪化の懸念が少ない明部のエッジ部分については、エッジ抽出部３４からの抽出データ３８をそのままＹ信号３５へ加算することで、十分なエッジ強調を可能とする。

以上により、ＤＳＰ１４は、輝度レベルの高低に応じて抽出データ３８のレベルを調整し、Ｙ信号３５に加算することで、効果的なエッジ強調とノイズの抑制とを可能とし、高品質な画像を得ることができる。

０＜Ａ＜１を満たす係数Ａは、一定の値である場合に限られない。係数Ａは、例えば、イメージセンサ１２（図２参照）での被写体像の撮像におけるアナログゲインに連動して変化させたものとしても良い。

図１３は、抽出データの調整のための係数を、アナログゲインに連動して変化させる例を説明する図である。エッジ強調部３３は、アナログゲインが高いほど係数Ａが小さい値となるように、係数Ａを変化させる。エッジ強調部３３は、アナログゲインと係数Ａとが例えば線形関数の関係にあるものとして、係数Ａを変化させる。エッジ強調部３３は、アナログゲインと係数Ａとが非線形関数の関係にあるものとして、係数Ａを変化させることとしても良い。

撮像時の照度が低くアナログゲインが高いほど、係数Ａを小さい値とすることで、エッジ強調部３３は、Ｙ信号３５への抽出データ３８の加算量を減少させて、ＳＮＲの悪化を抑制させる効果を高める。これに対し、撮像時の照度が高くアナログゲインが低いほど、係数Ａを大きい値とすることで、エッジ強調部３３は、Ｙ信号３５への抽出データ３８の加算量を増大させて、エッジ強調の効果を高める。これにより、ＤＳＰ１４は、撮像時の照度に応じて最適なエッジ強調とノイズの抑制とを実現できる。

エッジ強調部３３は、図１２に示すように、二つの輝度レベル判定用閾値ｄ１及びｄ２を基準として、抽出データ３８のレベルを三段階で調整することとしている。エッジ強調部３３は、輝度レベルの高低に応じて、抽出データ３８のレベルをさらに細かく調整することとしても良い。エッジ強調部３３は、輝度レベルの高低に応じて抽出データ３８のレベルを調整可能であれば良く、構成は適宜変更しても良い。

輝度レベル判定部５４は、エッジ強調部３３に組み込まれたものである場合に限られない。輝度レベル判定部５４は、例えば、エッジ抽出部３４に組み込まれたものであっても良い。ＤＳＰ１４は、輝度レベル判定部５４を、エッジ強調部３３及びエッジ抽出部３４のいずれにも含めないものとしても良い。

エッジ抽出部３４は、デモザイク処理前のＲＡＷ画像データ３７を用いてエッジ抽出を実施する場合に限られない。ＤＳＰ１４は、デモザイク処理後のＲＧＢの感度信号、或いはＹ信号３５を用いてエッジ抽出を実施することとしても良い。

（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態にかかる画像処理装置であるＤＳＰの概略構成を示すブロック図である。図１５は、図１４に示すＤＳＰに含まれるエッジ抽出部及びエッジ強調部の構成を示すブロック図である。第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施形態にかかるＤＳＰ６０は、エッジ抽出部６１及びエッジ強調部６２以外の部分については、第１の実施形態にかかるＤＳＰ１４（図１参照）と同様の構成を備える。

エッジ抽出部６１は、ラインメモリ４０、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４１、ノイズキャンセル部４２、振幅制限部４３及び乗算器４４を有する。エッジ強調部６２は、輝度レベル判定部５４、セレクタ５５及びパラメータ調整部６３を有する。

パラメータ調整部６３は、ノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６を、輝度レベル判定部５４の判定結果に応じて調整する。例えば、エッジ強調部６２は、予め設定されたノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６を保持する。

輝度レベル判定部５４は、Ｙ信号３５の信号レベルの判定結果を、セレクタ５５及びパラメータ調整部６３へ出力する。パラメータ調整部６３は、例えば、Ｙ信号３５の信号レベルがｄ１未満である場合、ｄ１以上かつｄ２未満である場合、ｄ２以上である場合、のそれぞれに応じて、ノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６を切り換える。パラメータ調整部６３は、例えば、予め設定されたノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６にそれぞれ係数を乗ずることで、ノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６を調整する。係数は、例えば０から１に含まれる値とする。

パラメータ調整部６３は、ノイズキャンセル用閾値６４については、Ｙ信号３５の信号レベルがｄ１未満、ｄ１以上かつｄ２未満、ｄ２以上、と高くなるに従い、低い値となるように調整する。これにより、暗部におけるノイズを低減させるとともに、明部においては十分なエッジ強調を可能とする。

パラメータ調整部６３は、振幅制限幅６５については、Ｙ信号３５の信号レベルがｄ２以上、ｄ１以上かつｄ２未満、及びｄ１未満、と低くなるに従い、低い値となるように調整する。これにより、暗部におけるノイズを低減させるとともに、明部においては十分なエッジ強調を可能とする。

パラメータ調整部６３は、振幅調整用ゲイン６６については、Ｙ信号３５の信号レベルがｄ２以上、ｄ１以上かつｄ２未満、及びｄ１未満、と低くなるに従い、低い値となるように調整する。これにより、暗部におけるノイズを低減させるとともに、明部においては十分なエッジ強調を可能とする。

ノイズキャンセル部４２は、パラメータ調整部６３から入力されたノイズキャンセル用閾値６４を使用するノイズキャンセル処理を実施する。振幅制限部４３は、パラメータ調整部６３から入力された振幅制限幅６５を使用する振幅制限処理を実施する。乗算器４４は、パラメータ調整部６３から入力された振幅調整用ゲイン６６を使用する振幅調整を実施する。

第２の実施形態においても、ＤＳＰ６０は、第１の実施形態の場合と同様、効果的なエッジ強調とノイズの抑制とを可能とし、高品質な画像を得ることができる。本実施形態では、ＤＳＰ６０は、ノイズキャンセル処理、振幅制限処理、振幅調整における各パラメータを、輝度レベルの高低に応じて調整してエッジ抽出を実施することで、さらに効果的なエッジ強調とノイズの抑制とを実現可能とする。

ノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６に乗ずる係数は、一定の値である場合に限られない。係数は、例えば、イメージセンサ１２（図２参照）での被写体像の撮像におけるアナログゲインに連動して変化させたものとしても良い。これにより、ＤＳＰ６０は、撮像時の照度に応じて最適なエッジ強調とノイズの抑制とを実現できる。

パラメータ調整部６３は、ノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６の全てを調整するものである場合に限られない。パラメータ調整部６３は、ノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６のうち、少なくともいずれかを調整するものであれば良い。

パラメータ調整部６３は、エッジ強調部６２に組み込まれたものである場合に限られない。パラメータ調整部６３は、例えば、エッジ抽出部６１に組み込まれたものであっても良い。ＤＳＰ６０は、パラメータ調整部６３を、エッジ強調部６２及びエッジ抽出部６１のいずれにも含めないものとしても良い。

（第３の実施形態）
図１６は、第３の実施形態にかかる画像処理装置であるＤＳＰのうち、エッジ抽出部及びエッジ強調部の構成を示すブロック図である。エッジ強調部７１は、第２の実施形態におけるエッジ強調部６２（図１４参照）に代えて適用される。第１及び第２の実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

エッジ強調部７１は、輝度レベル判定部５４、セレクタ５５及びパラメータ調整部７２を有する。パラメータ調整部７２は、Ｙ信号３５の信号レベルに連動して、ノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６を変化させる。パラメータ調整部７２は、ノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６が、例えば、Ｙ信号３５の信号レベルに対して線形関数の関係にあるものとして、ノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６をそれぞれ変化させる。パラメータ調整部７２は、ノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６が、Ｙ信号３５の信号レベルに対して非線形関数の関係にあるものとして、ノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６をそれぞれ変化させることとしても良い。

パラメータ調整部７２は、Ｙ信号３５の信号レベルが高いほど、ノイズキャンセル用閾値６４が低い値となるように、ノイズキャンセル用閾値６４を調整する。パラメータ調整部７２は、Ｙ信号３５の信号レベルが低いほど、振幅制限幅６５が低い値となるように、振幅制限幅６５を調整する。パラメータ調整部７２は、Ｙ信号３５の信号レベルが低いほど、振幅調整用ゲイン６６が低い値となるように、振幅調整用ゲイン６６を調整する。

ノイズキャンセル部４２は、パラメータ調整部７２から入力されたノイズキャンセル用閾値６４を使用するノイズキャンセル処理を実施する。振幅制限部４３は、パラメータ調整部７２から入力された振幅制限幅６５を使用する振幅制限処理を実施する。乗算器４４は、パラメータ調整部７２から入力された振幅調整用ゲイン６６を使用する振幅調整を実施する。

第３の実施形態においても、ＤＳＰは、第１の実施形態の場合と同様、効果的なエッジ強調とノイズの抑制とを可能とし、高品質な画像を得ることができる。本実施形態では、ＤＳＰは、ノイズキャンセル処理、振幅制限処理、振幅調整における各パラメータを、輝度レベルの高低に応じて調整してエッジ抽出を実施することで、さらに効果的なエッジ強調とノイズの抑制とを実現可能とする。

パラメータ調整部７２は、ノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６の全てを調整するものである場合に限られない。パラメータ調整部７２は、ノイズキャンセル用閾値６４、振幅制限幅６５及び振幅調整用ゲイン６６のうち、少なくともいずれかを調整するものであれば良い。

パラメータ調整部７２は、エッジ強調部７１に組み込まれたものである場合に限られない。パラメータ調整部７２は、例えば、エッジ抽出部６１に組み込まれたものであっても良い。ＤＳＰは、パラメータ調整部７２を、エッジ強調部７１及びエッジ抽出部６１のいずれにも含めないものとしても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１４ ＤＳＰ、３３、６２、７１ エッジ強調部、３４、６１ エッジ抽出部、３５ Ｙ信号、３８ 抽出データ、４１ ＢＰＦ、４２ ノイズキャンセル部、４３ 振幅制限部、４４ 乗算器、４５、６６ 振幅調整用ゲイン、５４ 輝度レベル判定部、６３、７２ パラメータ調整部、６４ ノイズキャンセル用閾値、６５ 振幅制限幅。

Claims (5)

1. 被写体像の撮像により取得された画像信号から、信号レベルに応じたデータ抽出を実施するデータ抽出部と、
   前記データ抽出部にて抽出された抽出データについて、ノイズキャンセル処理を実施するノイズキャンセル部と、
   前記抽出データについて、振幅制限処理を実施する振幅制限部と、
   前記画像信号から得られた輝度信号に、前記ノイズキャンセル処理及び前記振幅制限処理を経た前記抽出データを加算することで、前記輝度信号についてエッジ強調処理を実施するエッジ強調部と、
   予め設定された輝度レベル判定用閾値と前記輝度信号の信号レベルとを比較することで、前記輝度信号の信号レベルの高低を判定する輝度レベル判定部と、を有し、
   前記エッジ強調部は、前記輝度レベル判定部での比較結果に応じて選択された係数を用いて前記抽出データを調整し、前記輝度信号に加算することを特徴とする画像処理装置。
2. 被写体像の撮像により取得された画像信号から、信号レベルに応じたデータ抽出を実施するデータ抽出部と、
   前記データ抽出部にて抽出された抽出データについて、ノイズキャンセル処理を実施するノイズキャンセル部と、
   前記抽出データについて、振幅制限処理を実施する振幅制限部と、
   前記画像信号から得られた輝度信号に、前記ノイズキャンセル処理及び前記振幅制限処理を経た前記抽出データを加算することで、前記輝度信号についてエッジ強調処理を実施するエッジ強調部と、
   前記輝度信号の信号レベルの高低を判定する輝度レベル判定部と、を有し、
   前記エッジ強調部は、前記輝度レベル判定部での判定結果に応じてレベルが調整された前記抽出データを、前記輝度信号に加算することを特徴とする画像処理装置。
3. 前記エッジ強調部は、前記輝度レベル判定部での判定結果に応じて選択された係数を用いて前記抽出データを調整し、さらに、前記被写体像の撮像におけるアナログゲインに連動して前記係数を変化させることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記振幅制限処理がなされた前記抽出データについて、振幅調整を実施する振幅調整部と、
   前記ノイズキャンセル処理のために設定されたノイズキャンセル用閾値、前記振幅制限処理のために設定された振幅制限幅、及び、前記振幅調整のために設定された振幅調整用ゲイン、の少なくともいずれかを、前記輝度レベル判定部での判定結果に応じて調整するパラメータ調整部と、をさらに有することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像処理装置。
5. 前記パラメータ調整部は、前記輝度信号の信号レベルに連動して、前記ノイズキャンセル用閾値、前記振幅制限幅及び前記振幅調整用ゲインの少なくともいずれかを変化させることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。

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