JP2014171042A - Image signal processing apparatus - Google Patents

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和彦 山内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing apparatus capable of suppressing spread of width of a shoot component produced in contour emphasis processing.SOLUTION: An image processing apparatus includes: a BPF 5 with a mixing function that is formed by a plurality of taps for extracting a frequency component in a specific band corresponding to an edge portion from an input image signal; an edge detecting unit 2 for detecting pixels corresponding to an edge from the image signal; a strong edge extracting unit 3 for extracting a strong edge by comparing a signal level of the pixel detected in the edge detecting unit 2 with a predetermined edge determining threshold value to determine a strength level of the edge of the pixel extracted as the strong edge using the edge determining threshold value. In accordance with strength of the edge of the pixel input to a center tap of the BPF 5 with the mixing function, correction processing to an output value of a peripheral tap disposed at a position apart from the center tap by a predetermined distance or more is carried out using an output value of the center tap.

Description

本実施形態は、画像信号処理装置に関する。   The present embodiment relates to an image signal processing apparatus.

近年、テレビのディスプレイの画面解像度は高解像度化の一途をたどっており、フルハイビジョンや、フルハイビジョンの4倍である4kのモデルが実用化されている。その一方で、表示させる画像信号はハイビジョンやフルハイビジョンのフォーマットに対応が留まっている。従って、これらの画像信号を4kのテレビで再生する場合には、超解像技術などを用いて画質を高精細化することが必要である。   In recent years, the screen resolution of television displays has been increasing, and full high-definition and 4k models that are four times as high as full high-definition have been put into practical use. On the other hand, the image signal to be displayed remains compatible with high-definition and full high-definition formats. Therefore, when these image signals are reproduced on a 4k television, it is necessary to increase the image quality using a super-resolution technique or the like.

従来、画像の解像度を向上させる処理の1つとして、画像信号の輪郭を強調する輪郭強調処理が行われている。輪郭強調処理は、画像の拡大化処理に伴う画像のぼけを改善し、あるいは更なる鮮鋭度を得るために行われる処理である。一般的には、画像信号の高周波成分をハイパスフィルタ(以下、HPFと示す)またはバンドパスフィルタ(以下、BPFと示す)を用いて抽出し、画像信号に加算することで輪郭強調を行う。   Conventionally, contour enhancement processing for enhancing the contour of an image signal has been performed as one of the processing for improving the resolution of an image. The contour emphasis process is a process performed to improve the blur of the image accompanying the image enlargement process or to obtain further sharpness. In general, a high-frequency component of an image signal is extracted using a high-pass filter (hereinafter referred to as HPF) or a band-pass filter (hereinafter referred to as BPF), and is added to the image signal to perform edge enhancement.

このような輪郭強調処理において、画質をより高精細化するためには、高域だけでなく、中域から低域にかけての周波数成分も用いて輪郭強調を行う必要がある。この場合、フィルタのタップ数を多くとり、処理対象の画素から離れた位置の画素の信号も用いて演算する必要がある。しかしながら、センタータップから離れた位置のタップに強エッジが存在したり、センタータップの画素信号の値と、センタータップから離れた位置のタップの画素信号の値とのレベル差が大きかったりすると、このレベル差等の影響でエッジ部分のシュート成分の幅が広くなってしまうという問題があった。   In such contour emphasis processing, in order to further improve the image quality, it is necessary to perform contour emphasis using not only the high frequency band but also the frequency components from the middle frequency range to the low frequency range. In this case, it is necessary to increase the number of taps of the filter and perform the calculation using the signal of the pixel at a position away from the pixel to be processed. However, if there is a strong edge in the tap away from the center tap, or if the level difference between the pixel signal value of the center tap and the pixel signal value of the tap away from the center tap is large, this There is a problem that the width of the chute component at the edge portion becomes wider due to the difference in level or the like.

特開2007−221821号公報JP 2007-221821 A 特開2005−260517号公報JP 2005-260517 A 特開2003−338949号公報JP 2003-338949 A

そこで、本実施形態は、以上の点に鑑みてなされたもので、輪郭強調処理において生成されるシュート成分の幅の広がりを抑制することができる、画像信号処理装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present embodiment has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an image signal processing device capable of suppressing the spread of the width of a shoot component generated in the contour enhancement processing. .

本実施形態の画像信号処理装置は、入力される画像信号から前記画像の輪郭部分に対応する特定帯域の周波数成分を抽出する複数のタップで構成された第一のデジタルフィルタと、前記画像信号から前記輪郭部分に相当する画素を検出するエッジ検出部と、前記エッジ検出部で検出された前記画素の信号レベルを所定のエッジ判定用閾値と比較して強エッジを抽出し、前記強エッジとして抽出された前記画素のエッジの強さレベルを前記エッジ判定用閾値を用いて判定する強エッジ抽出部と、を備えており、前記第一のデジタルフィルタの前記複数のタップのうち、中心に位置するタップであるセンタータップに入力された前記画素のエッジの強さに応じて、前記センタータップから所定距離以上離れた位置に配置されている周辺タップの出力値に対し、前記センタータップの出力値を用いて補正処理を行うことを特徴とする。   The image signal processing apparatus according to the present embodiment includes a first digital filter including a plurality of taps that extract a frequency component of a specific band corresponding to a contour portion of the image from the input image signal, and the image signal. An edge detection unit that detects a pixel corresponding to the contour portion, and extracts a strong edge by comparing a signal level of the pixel detected by the edge detection unit with a predetermined edge determination threshold, and extracts the strong edge A strong edge extraction unit that determines an edge strength level of the pixel using the edge determination threshold, and is located at the center of the plurality of taps of the first digital filter Depending on the strength of the edge of the pixel input to the center tap, which is a tap, the output of peripheral taps that are arranged at a predetermined distance or more away from the center tap. Value for, and performs the correction processing using the output value of the center tap.

第1の実施形態に係わる画像信号処理装置1の構成を説明するブロック図。1 is a block diagram illustrating a configuration of an image signal processing device 1 according to a first embodiment. 強エッジ抽出部3及びエッジ拡張部4における、エッジ判定結果及び拡張結果を説明する図。The figure explaining the edge determination result and expansion result in the strong edge extraction part 3 and the edge expansion part 4. FIG. 混合機能付きBPF5における混合器502の構成を説明するブロック図。The block diagram explaining the structure of the mixer 502 in BPF5 with a mixing function. エッジ判定結果及び差分値と信号語レベル閾値との比較結果と、タップ出力係数k及びセンター出力係数kとの関係を示す表。A comparison result of the edge determination result and a difference value and the signal word level threshold, the table showing the relationship between the tap outputs coefficient k t and the center output coefficient k c. 混合回路53における修正前後の画素信号値の比較を説明する図。The figure explaining the comparison of the pixel signal value before and behind correction in the mixing circuit 53. FIG. 第2の実施形態に係わる画像信号処理装置1´の構成を説明するブロック図。The block diagram explaining the structure of image signal processing apparatus 1 'concerning 2nd Embodiment. 置換機能付きBPF11の構成を説明するブロック図。The block diagram explaining the structure of BPF11 with a replacement function. エッジ判定結果と、BPF10出力係数k及びBPF11出力係数kとの関係を示す表。Table showing edge determination result, the relationship between BPF10 output coefficient k a and BPF11 output coefficient k b. 第3の実施形態に係わる画像信号処理装置21の構成を説明するブロック図。The block diagram explaining the structure of the image signal processing apparatus 21 concerning 3rd Embodiment. 強エッジの画素の信号が入力されるタップ位置に対するゲイン調整係数kの値の一例を説明する表。Table for explaining an example of the value of the gain adjustment coefficient k g for tap position signal is input pixel intensity edges. 強エッジの画素の信号が入力されるタップ位置に対するゲイン調整係数kの値の変化を説明する図。Diagram for explaining the change in the value of the gain adjustment coefficient k g for tap position the intensity signal of the edge pixels are input. 第1の実施形態に係わる混合機能付きBPF5の構成を説明するブロック図。The block diagram explaining the structure of BPF5 with a mixing function concerning 1st Embodiment.

以下、図面を参照して実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係わる画像信号処理装置1の構成を説明するブロック図である。図1に示すように、本実施形態の画像信号処理装置1は、入力される画像信号からエッジ部分を抽出するエッジ検出部2と、検出されたエッジ部分から強エッジ部分を更に抽出する強エッジ抽出部3と、所定の条件に基づき強エッジ部分を周辺領域に拡張するエッジ拡張部4とを有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image signal processing apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the image signal processing apparatus 1 according to the present embodiment includes an edge detection unit 2 that extracts an edge portion from an input image signal, and a strong edge that further extracts a strong edge portion from the detected edge portion. The extraction unit 3 and an edge extension unit 4 that extends a strong edge part to a peripheral region based on a predetermined condition.

また、本実施形態の画像信号処理装置1は、入力される画像信号から所定の帯域の周波数成分を抽出し、エッジ拡張部4から出力される強エッジ部分に関する情報に基づき、センタータップから離れた位置にあるタップの値に対して所定の補正処理を施す、第一のデジタルフィルタとしての混合機能付きBPF5と、レベルの低い信号成分を除去してノイズ成分を低減するコアリング部6と、所定のゲイン値を乗じて値の調整を行うゲイン部7と、所定のレベル以上の信号成分を除去して過度に増幅・強調された成分を除去するリミッタ部8と、リミッタ部8から出力される画素信号と元の入力画像信号とを加算して輪郭強調画像信号を生成する加算部9とも有する。   In addition, the image signal processing apparatus 1 of the present embodiment extracts a frequency component of a predetermined band from the input image signal, and moves away from the center tap based on information on the strong edge portion output from the edge extension unit 4. A BPF 5 with a mixing function as a first digital filter that performs a predetermined correction process on a tap value at a position, a coring unit 6 that removes a low-level signal component to reduce a noise component, and a predetermined Output from the limiter unit 8, a gain unit 7 that adjusts the value by multiplying the gain value, a limiter unit 8 that removes a signal component that exceeds a predetermined level and removes an excessively amplified and emphasized component, and a limiter unit 8. An adder 9 that generates a contour-enhanced image signal by adding the pixel signal and the original input image signal is also provided.

以下、図1に示す画像信号処理装置1の各構成要素について、個別に説明する。まず、エッジ検出部2には、例えばソーベルフィルタやラプラフシアンフィルタなどで構成されている一般的なエッジ検出用のフィルタが用いられる。エッジ検出結果は、強エッジ抽出部3へ出力される。強エッジ抽出部3には、エッジ検出結果のほかに、1つ以上のエッジ判定閾値Tが入力される。ここで、エッジ判定閾値Tとは、エッジとして検出された画素のエッジの強さのレベルを決定するために用いられる閾値である。 Hereinafter, each component of the image signal processing apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described individually. First, for the edge detection unit 2, a general edge detection filter configured by, for example, a Sobel filter or a Laplacian filter is used. The edge detection result is output to the strong edge extraction unit 3. In addition to the edge detection result, one or more edge determination threshold Te is input to the strong edge extraction unit 3. Here, the edge determination threshold value Te is a threshold value used for determining the level of edge strength of a pixel detected as an edge.

強エッジ抽出部3における強エッジの判定方法について、図2に示す一例を用いて説明する。図2は、強エッジ抽出部3及びエッジ拡張部4における、エッジ判定結果及び拡張結果を説明する図である。図2の上部のグラフにおいて、横軸は水平方向の画素の並びを示しており、縦軸は各画素における信号のレベルを示している。縦軸に示しているTe1、Te2は、それぞれエッジ判定閾値である。従って、図2に示す一例では、2個のエッジ判定閾値が設定されている。以下、図2に示す一例を用い、SからSの9個の画素についてエッジ判定(及び拡張)を行う場合について説明する。 A method for determining a strong edge in the strong edge extraction unit 3 will be described with reference to an example shown in FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating the edge determination result and the extension result in the strong edge extraction unit 3 and the edge extension unit 4. In the upper graph of FIG. 2, the horizontal axis indicates the arrangement of pixels in the horizontal direction, and the vertical axis indicates the signal level in each pixel. T e1 and T e2 shown on the vertical axis are edge determination threshold values . Therefore, in the example shown in FIG. 2, two edge determination threshold values are set. Hereinafter, reference to an example shown in FIG. 2, a case of performing the edge determination for the nine pixels of S 9 from S 1 (and expansion).

強エッジ抽出部3では、入力されたエッジ判定閾値Tと各画素の信号レベルとを比較し、強エッジを抽出すると共に強さのレベルを決定し、エッジ判定結果として出力する。具体的には、画素の信号レベルがエッジ判定閾値Te2より低い場合、エッジ判定結果は“0”となり、強エッジではないと判定される。また、画素の信号レベルがエッジ判定閾値Te2より高くエッジ判定閾値Te1より低い場合、強さのレベルが“2”の強エッジであると判定される。また、画素の信号レベルがエッジ判定閾値Te1より高い場合、強さのレベルが“3”の強エッジであると判定される。従って、エッジ判定結果の数値が高いほど、当該画素のエッジの強さは高いといえる。 The strong edge extraction unit 3 compares the input edge determination threshold Te with the signal level of each pixel, extracts a strong edge, determines the strength level, and outputs the result as an edge determination result. Specifically, when the signal level of the pixel is lower than the edge determination threshold value Te2 , the edge determination result is “0”, and it is determined that the edge is not a strong edge. Further, if less than the higher edge determination threshold T e1 the edge determination threshold T e2 is a signal level of the pixel, the intensity level of is determined to be a strong edge of "2". Further, when the signal level of the pixel is higher than the edge determination threshold value Te1, it is determined that the pixel is a strong edge having a strength level of “3”. Therefore, the higher the numerical value of the edge determination result, the higher the edge strength of the pixel.

図2に示すSからSの9個の画素のうち、S、S、S、Sの4つの画素は、信号レベルがエッジ判定閾値Te2より低い。従って、これらの画素のエッジ判定結果は“0”であり強エッジでないと判定される。また、S、S、Sの3つの画素は、信号レベルがエッジ判定閾値Te2より高くエッジ判定閾値Te1より低い。従って、これらの画素は強さのレベルが“2”の強エッジであると判定される。更に、S、Sの2つの画素は、信号レベルがエッジ判定閾値Te1より高い。従って、これらの画素は強さのレベルが“3”の強エッジであると判定される。なお、図2において、グラフの横軸である各画素の下に、それぞれのエッジ判定結果を記している。 Among the S 1 shown in FIG. 2 of 9 pixels of S 9, 4 single pixel of S 1, S 7, S 8 , S 9 , the signal level is lower than the edge determination threshold T e2. Therefore, the edge determination result of these pixels is “0”, and it is determined that the edge is not a strong edge. Furthermore, three pixels of S 2, S 3, S 5, the signal level is lower than the edge determination threshold T e2 higher than the edge determination threshold T e1. Therefore, it is determined that these pixels are strong edges having a strength level of “2”. Furthermore, the signal level of the two pixels S 4 and S 5 is higher than the edge determination threshold value T e1 . Accordingly, these pixels are determined to be strong edges having a strength level of “3”. In FIG. 2, each edge determination result is shown below each pixel on the horizontal axis of the graph.

エッジ拡張部4は、強エッジ抽出部3から出力されたエッジ判定結果を用い、強エッジ部分を拡張する。具体的には、強エッジ抽出部3でエッジ判定結果が“0”であり強エッジでないと判定されている画素であって、隣接する画素が強エッジであると判定されている場合、当該画素を強エッジとし、強さのレベルを“1”に置き換える処理を行う。図2に示す一例では、強エッジでないと判定されたS、S、S、Sの4つの画素のうち、S、Sの2つの画素は、それぞれ強エッジと判定された画素S、Sと隣接している。従って、S、Sの2つの画素の強さのレベルを“0”から“1”に置き換え、強エッジとする。なお、図2において、エッジ判定結果の下に、各画素についての拡張結果を記している。エッジ拡張部4における拡張されたエッジ判定結果は、混合機能付きBPF5に対して出力される。 The edge extension unit 4 extends the strong edge portion using the edge determination result output from the strong edge extraction unit 3. Specifically, when the strong edge extraction unit 3 determines that the edge determination result is “0” and is not a strong edge, and the adjacent pixel is determined to be a strong edge, the pixel Is used to replace the strength level with “1”. In the example illustrated in FIG. 2, of the four pixels S 1 , S 7 , S 8 , and S 9 that are determined not to be strong edges, two pixels S 1 and S 7 are determined to be strong edges, respectively. It is adjacent to the pixels S 2 and S 6 . Therefore, the intensity level of the two pixels S 1 and S 7 is replaced from “0” to “1” to obtain a strong edge. In FIG. 2, the expansion result for each pixel is shown below the edge determination result. The extended edge determination result in the edge extension unit 4 is output to the mixed function BPF 5.

なお、エッジ拡張部4において強エッジに拡張される画素の強さのレベルは、“1”に限定されるものでなく、例えば、隣接する画素の強さのレベルから1を減じたレベルとしてもよい。この場合、図2に示す一例では、強さのレベルが“2”である画素Sと隣接する画素Sについては、強さのレベルは“1”に置き換えられ、強さのレベルが“3”である画素Sと隣接する画素Sについては、強さのレベルは“2”に置き換えられる。 It should be noted that the level of intensity of a pixel that is extended to a strong edge in the edge extension unit 4 is not limited to “1”, and may be, for example, a level obtained by subtracting 1 from the intensity level of an adjacent pixel. Good. In this case, in the example illustrated in FIG. 2, for the pixel S 1 adjacent to the pixel S 2 having the strength level “2”, the strength level is replaced with “1”, and the strength level is “1”. 3 "for the pixel S 7 and the adjacent pixel S 6 is the level of strength" is replaced by 2 ".

次に、混合機能付きBPF5の詳細な構成について、図12及び図3を用いて説明する。図12は、第1の実施形態に係わる混合機能付きBPF5の構成を説明するブロック図である。混合機能付きBPF5は、例えばN個のタップからなるFIRフィルタ(シフトレジスタ501、乗算器503、加算器)と、複数の混合器502とから構成されている。センターから離れているタップ出力に対しては混合器502が接続されており、センタータップの出力とセンターから離れているタップ出力とを混合する事ができる。   Next, the detailed configuration of the mixed function BPF 5 will be described with reference to FIGS. 12 and 3. FIG. 12 is a block diagram illustrating the configuration of the BPF 5 with a mixing function according to the first embodiment. The BPF 5 with a mixing function includes, for example, an FIR filter (shift register 501, multiplier 503, adder) composed of N taps and a plurality of mixers 502. A mixer 502 is connected to the tap output away from the center, and the output of the center tap and the tap output away from the center can be mixed.

図3は、混合機能付きBPF5における混合器502の構成を説明するブロック図である。図3に示すように、混合器502は、センタータップからの出力値とN個のタップからの出力値との差分を算出する差分計算回路51と、差分計算回路51で算出された差分値と予め設定された閾値(信号レベル閾値)とを比較する比較回路52と、比較回路52からの出力と、エッジ拡張部4から出力される拡張されたエッジ判定結果とに基づき、各タップの出力値とセンタータップの出力値とを設定された割合で混合する、補正回路としての混合回路53とが付加された構成を有する。   FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the mixer 502 in the BPF 5 with a mixing function. As shown in FIG. 3, the mixer 502 includes a difference calculation circuit 51 that calculates a difference between an output value from the center tap and an output value from the N taps, and a difference value calculated by the difference calculation circuit 51. Based on the comparison circuit 52 that compares a preset threshold value (signal level threshold value), the output from the comparison circuit 52, and the extended edge determination result output from the edge extension unit 4, the output value of each tap And a mixing circuit 53 as a correction circuit that mixes the output value of the center tap with a set ratio.

本実施形態の画像信号処理装置1では、中域から低域にかけての周波数成分も用いて輪郭強調処理を行うため、処理対象の画素から離れた位置の画素の信号も用いて演算する必要がある。したがって、処理対象の画素から水平方向に前後5画素〜7画素分程度離れた位置までに配置される画素の信号をBPF5に取り込んで演算する必要がある。例えば、輪郭強調処理対象の画素から水平方向に前後7画素分の画素信号を用いて輪郭強調処理を行う場合、15タップのBPF5が用いられる。このとき、輪郭強調対象画素の画素信号がセンタータップに入力され、前後の7タップに輪郭対象画素の前後7画素分の画素信号が入力される。まず、各タップから出力された画素信号とセンタータップから出力された画素信号とが差分計算回路51に入力され、差分が算出される。従って、差分計算回路51からはタップの個数分の差分値が出力される。   In the image signal processing apparatus 1 according to the present embodiment, the contour enhancement processing is performed using also the frequency components from the middle range to the low range, and therefore it is necessary to perform the calculation using the signal of the pixel at a position away from the pixel to be processed. . Therefore, it is necessary to take in and calculate the signal of the pixels arranged in the horizontal direction from the pixel to be processed to a position about 5 to 7 pixels away from the front and back. For example, when the edge enhancement process is performed using pixel signals for seven pixels before and after the edge enhancement process target pixel in the horizontal direction, a 15-tap BPF 5 is used. At this time, the pixel signal of the contour emphasis target pixel is input to the center tap, and the pixel signals for the seven pixels before and after the contour target pixel are input to the front and rear taps. First, the pixel signal output from each tap and the pixel signal output from the center tap are input to the difference calculation circuit 51, and the difference is calculated. Accordingly, the difference calculation circuit 51 outputs a difference value corresponding to the number of taps.

各タップの画素信号とセンタータップの画素信号との差分値は、比較回路52に入力される。比較回路52には、予め所定の値に設定された信号レベル閾値も入力されており、差分計算回路51で算出された差分値との比較がなされる。すなわち、N個のタップのそれぞれについて、差分値と信号レベル閾値との比較が行われ、比較結果が混合回路53へ出力される。   A difference value between the pixel signal of each tap and the pixel signal of the center tap is input to the comparison circuit 52. A signal level threshold value set in advance to a predetermined value is also input to the comparison circuit 52, and is compared with the difference value calculated by the difference calculation circuit 51. That is, for each of the N taps, the difference value is compared with the signal level threshold value, and the comparison result is output to the mixing circuit 53.

混合回路53は、エッジ拡張部4から入力される拡張されたエッジ判定結果のうち、センタータップの画素についての拡張されたエッジ判定結果と、比較回路52から入力される比較結果とに基づき、各タップの画素信号値の補正を行う。画素信号値の補正は、全タップ行ってもよいが、センタータップから一定距離以上離れた位置にあるタップ(例えばセンタータップから3タップ以上離れた位置にあるタップ)についてのみ行ってもよい。例えば、BPF5が15タップの場合、センタータップから3タップ以上離れた位置にあるタップについてのみ補正を行うのであれば、補正対象のタップの数は10タップとなる。なお、画素信号値の補正は、以下の(1)式を用いて行われる。   Based on the extended edge determination result for the center tap pixel among the extended edge determination results input from the edge extension unit 4 and the comparison result input from the comparison circuit 52, the mixing circuit 53 Correction of the pixel signal value of the tap is performed. The correction of the pixel signal value may be performed for all taps, but may be performed only for a tap located at a certain distance or more from the center tap (for example, a tap located at a distance of 3 taps or more from the center tap). For example, when the BPF 5 is 15 taps, if correction is performed only for taps that are located 3 taps or more away from the center tap, the number of taps to be corrected is 10 taps. The correction of the pixel signal value is performed using the following equation (1).

当該タップの出力値×タップ出力係数k
+センタータップの出力値×センター出力係数k …式(1)
タップ出力係数kとセンター出力係数kは、センタータップの画素信号の拡張されたエッジ判定結果と、差分値と信号レベル閾値との比較結果に応じて設定される。タップ出力係数kとセンター出力係数kの一例を図4に示す。図4は、エッジ判定結果及び差分値と信号レベル閾値との比較結果と、タップ出力係数k及びセンター出力係数kとの関係を示す表である。
Output value of the tap × tap output coefficient k t
+ Output value of center tap × center output coefficient k c (1)
The tap output coefficient k t and the center output coefficient k c are set according to the extended edge determination result of the pixel signal of the center tap and the comparison result between the difference value and the signal level threshold value. An example of the tap output coefficient k t and the center output coefficient k c is shown in FIG. Figure 4 is a table showing a comparison result of the edge determination result and the difference value and the signal level threshold, the relationship between the tap outputs coefficient k t and the center output coefficient k c.

図4に示すように、センタータップの画素が強エッジであり、そのレベルが“3”であると判定された場合、タップ出力係数kには1、センター出力係数kには0が設定される。すなわちこの場合、全タップとも出力される画素信号値をそのまま使用し、補正は行わない。次に、センタータップの画素が強エッジであり、そのレベルが“2”であると判定された場合、タップ出力係数kには0.25、センター出力係数kには0.75が設定される。これらの設定値を式(1)に代入し、補正対象のタップについて画素信号値の補正を行う。すなわちこの場合、補正対象のタップから出力される画素信号値と、センタータップから出力される画素信号値とが、0.25:0.75の比率で混合され、当該タップの画素信号値として置換される。 As shown in FIG. 4, when the pixel of the center tap is a strong edge and the level is determined to be “3”, 1 is set to the tap output coefficient k t and 0 is set to the center output coefficient k c. Is done. That is, in this case, the pixel signal values output from all the taps are used as they are, and no correction is performed. Next, when it is determined that the pixel of the center tap is a strong edge and the level is “2”, 0.25 is set for the tap output coefficient k t and 0.75 is set for the center output coefficient k c. Is done. These set values are substituted into equation (1), and the pixel signal value is corrected for the correction target tap. That is, in this case, the pixel signal value output from the tap to be corrected and the pixel signal value output from the center tap are mixed at a ratio of 0.25: 0.75 and replaced as the pixel signal value of the tap. Is done.

また、センタータップの画素が強エッジであり、そのレベルが“1”であると判定された場合、タップ出力係数kには0.125、センター出力係数kには0.875が設定される。すなわちこの場合、補正対象のタップから出力される画素信号値と、センタータップから出力される画素信号値とが、0.125:0.875の比率で混合され、当該タップの画素信号値として置換される。 If it is determined that the center tap pixel is a strong edge and the level is “1”, the tap output coefficient k t is set to 0.125, and the center output coefficient k c is set to 0.875. The That is, in this case, the pixel signal value output from the correction target tap and the pixel signal value output from the center tap are mixed at a ratio of 0.125: 0.875 and replaced as the pixel signal value of the tap. Is done.

更に、センタータップの画素が強エッジでない(レベル“0”)と判定され、かつ、差分値が信号レベル閾値より大きい場合、タップ出力係数kには0、センター出力係数kには1が設定される。すなわちこの場合、全タップとも出力される画素信号値をセンタータップの画素信号値に置換する。また、センタータップの画素が強エッジでない(レベル“0”)と判定され、かつ、差分値が信号レベル閾値より小さい場合、タップ出力係数kには1、センター出力係数kには0が設定される。すなわちこの場合、全タップとも出力される画素信号値をそのまま使用し、補正は行わない。 Furthermore, when it is determined that the pixel of the center tap is not a strong edge (level “0”) and the difference value is larger than the signal level threshold, 0 is set for the tap output coefficient k t and 1 is set for the center output coefficient k c. Is set. That is, in this case, the pixel signal value output from all the taps is replaced with the pixel signal value of the center tap. Further, when it is determined that the center tap pixel is not a strong edge (level “0”) and the difference value is smaller than the signal level threshold, the tap output coefficient k t is 1 and the center output coefficient k c is 0. Is set. That is, in this case, the pixel signal values output from all the taps are used as they are, and no correction is performed.

混合回路53における画素信号値の補正処理について、図5に示す具体的な一例を用いて説明する。図5は、混合回路53における修正前後の画素信号値の比較を説明する図である。図5に示すように、処理対象画素の前後7画素の範囲の画素信号を用いて輪郭強調処理を行う場合、タップP−7、P−6、P−5、P−4、P−3、P−2、P−1、P、P、P、P、P、P、P、Pの15タップで構成されるBPF15が用いられる。センター位置であるタップPには、処理対象の画素の画素信号が入力され、タップP−1からタップP−7には処理対象の画素から水平方向に1〜7画素分後に配置されている画素の画素信号が入力される。また、タップPからタップPには処理対象の画素から水平方向に1〜7画素分前に配置されている画素の画素信号が入力される。 The pixel signal value correction processing in the mixing circuit 53 will be described using a specific example shown in FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining comparison of pixel signal values before and after correction in the mixing circuit 53. As shown in FIG. 5, when the edge enhancement process is performed using pixel signals in a range of 7 pixels before and after the pixel to be processed, taps P −7 , P −6 , P −5 , P −4 , P −3 , P -2, P -1, P 0 , P 1, P 2, P 3, P 4, P 5, composed of 15 taps P 6, P 7 BPF15 is used. The tap P 0 is a center position, is inputted pixel signal of the pixel to be processed, the tap P -7 from the tap P -1 is placed after 1-7 pixels in the horizontal direction from the pixel to be processed A pixel signal of the pixel is input. Further, the tap P 7 from the tap P 1 pixel signals of the pixels arranged in the 1-7 pixels before the horizontal direction from the pixel to be processed is input.

なお、図5には、各タップについて、タップの出力値、センタータップの出力値と当該タップの出力値との差分、混合回路53による置き換え処理後のタップの出力値(補正値)を示している。   FIG. 5 shows the tap output value, the difference between the center tap output value and the tap output value, and the tap output value (correction value) after the replacement processing by the mixing circuit 53 for each tap. Yes.

図5に示す一例では、センタータップから3タップ以上離れた位置にあるタップについてのみ補正を行う。従って、図5に示すように、タップP−2、P−1、P、P、Pの5タップは補正を行わない通常領域と設定され、残りのタップP−7、P−6、P−5、P−4、P−3、P、P、P、P、Pの10タップは補正対象である置き換え領域と設定されている。 In the example shown in FIG. 5, correction is performed only for taps that are located at a position 3 or more taps away from the center tap. Accordingly, as shown in FIG. 5, the tap P -2, P -1, 5 taps P 0, P 1, P 2 is set as the normal region is not corrected, the rest of the tap P -7, P -6 , P -5, P -4, P -3, P 3, P 4, P 5, 10 taps P 6, P 7 is set as replacement area to be corrected.

まず、各タップP−7〜Pの出力値とセンタータップPの出力値とが、差分計算回路51に入力される。差分計算回路51における各タップの差分計算結果は、図5における「センタータップとの差分」の行に記した通りである。すなわち、タップP−7は出力値が64であり、センタータップPの出力値が190であるので、差分は190−64=126となる。タップP−6も出力値が64であるので、差分は190−64=126となる。タップP−5は出力値が80であるので、差分は190−80=110となる。タップP−4は出力値が120であるので、差分は190−120=70となる。タップP−3は出力値が180であるので、差分は190−180=10となる。残りの10個のタップP−2〜Pは出力値が190であるので、差分は190−190=0となる。これらの差分計算結果は比較回路52へ出力される。 First, the output values of the taps P −7 to P 7 and the output value of the center tap P 0 are input to the difference calculation circuit 51. The difference calculation result of each tap in the difference calculation circuit 51 is as described in the row of “difference from center tap” in FIG. That is, the tap P -7 is the output value is 64, the output value of the center tap P 0 is 190, the difference becomes 190-64 = 126. Since the output value of the tap P- 6 is 64, the difference is 190−64 = 126. Since the output value of the tap P- 5 is 80, the difference is 190-80 = 110. Since the output value of the tap P- 4 is 120, the difference is 190-120 = 70. Since the output value of the tap P- 3 is 180, the difference is 190-180 = 10. Since the remaining 10 taps P -2 to P 7 output value is 190, the difference becomes 190-190 = 0. These difference calculation results are output to the comparison circuit 52.

比較回路52では、差分計算回路31から入力される各タップP−7〜Pの差分計算結果と、信号レベル閾値とが比較される。例えば、図5に示すように、信号レベル閾値が50と設定されている場合、タップP−7〜P−4の4個のタップは信号レベル閾値よりも差分計算結果のほうが大きいと判定され、タップP−3〜Pの11個のタップは信号レベル閾値よりも差分計算結果のほうが小さいと判定される。比較回路52でのこれらの判定結果は混合回路53へ出力される。 In the comparison circuit 52, a difference calculation result of each tap P -7 to P 7 input from the difference calculation circuit 31, and a signal level threshold are compared. For example, as illustrated in FIG. 5, when the signal level threshold is set to 50, it is determined that the difference calculation result of the four taps P −7 to P −4 is larger than the signal level threshold. Eleven taps of taps P −3 to P 7 are determined to have a smaller difference calculation result than the signal level threshold. These determination results in the comparison circuit 52 are output to the mixing circuit 53.

混合回路53では、比較回路52から入力される各タップP−7〜Pの判定結果と、エッジ拡張部4から入力される拡張されたエッジ判定結果とに基づき、タップ出力係数kとセンター出力係数kの値が決定される。例えば、図5に示すように、センタータップの拡張されたエッジ判定結果がレベル“0”である場合、信号レベル閾値よりも差分計算結果のほうが大きいと判定されたタップP−7〜P−4の4個のタップは、図4の表よりタップ出力係数k=0、センター出力係数k=1と決定される。また、信号レベル閾値よりも差分計算結果のほうが小さい判定されたタップP−3〜Pの11個のタップは、同じく図4の表よりタップ出力係数k=1、センター出力係数k=0と決定される。 In the mixing circuit 53, based on the determination result of each tap P -7 to P 7 which is input from the comparing circuit 52, the extended edge determination result is input from the edge extension unit 4, the tap output coefficient k t and the center The value of the output coefficient k c is determined. For example, as illustrated in FIG. 5, when the edge determination result of the center tap extended is level “0”, taps P − 7 to P −4 determined that the difference calculation result is larger than the signal level threshold. 4 taps are determined as tap output coefficient k t = 0 and center output coefficient k c = 1 from the table of FIG. Further, 11 taps of the determined taps P -3 to P 7 whose difference calculation result is smaller than the signal level threshold value are similarly output from the table of FIG. 4 from the tap output coefficient k t = 1 and the center output coefficient k c = 0 is determined.

15個のタップのうち、補正対象である置き換え領域に設定されている、タップP−7、P−6、P−5、P−4、P−3、P、P、P、P、Pの10タップについて、決定されたタップ出力係数kとセンター出力係数kの値を上述の式(1)に代入し、画素値の補正を行う。具体的には、タップP−7〜P−4の4個のタップの補正後の出力値は、(各タップの出力値)×0+190×1=190、となる。すなわち、これらの4個のタップの出力値は、センタータップの出力値に置換される。また、タップP−3、P、P、P、P、Pの6個のタップの補正後の出力値は、(各タップの出力値)×1+190×0=(各タップの出力値)となる。従って、これらの6個のタップの出力値は、それぞれのタップの出力値がそのまま用いられる。 Of the 15 taps, set in the area replacement to be corrected, tap P -7, P -6, P -5 , P -4, P -3, P 3, P 4, P 5, P 6 and the values of the tap output coefficient k t and the center output coefficient k c determined for 10 taps of P 7 are substituted into the above equation (1) to correct the pixel value. Specifically, the output values after correction of the four taps of the taps P −7 to P −4 are (output value of each tap) × 0 + 190 × 1 = 190. That is, the output values of these four taps are replaced with the output values of the center tap. Further, the corrected output values of the six taps of taps P −3 , P 3 , P 4 , P 5 , P 6 , and P 7 are (output value of each tap) × 1 + 190 × 0 = (each tap Output value). Therefore, the output values of these six taps are used as they are.

以上の処理により、図5の「置き換え後タップ出力」の行に示す値が、各タップの補正後の出力値として混合回路53(混合器502の出力)として混合機能付きBPF5の乗算器503に出力され演算される。演算結果はコアリング部6へ出力される。   With the above processing, the value shown in the “tap output after replacement” line in FIG. 5 is output to the multiplier 503 of the BPF 5 with a mixing function as the mixing circuit 53 (output of the mixer 502) as an output value after correction of each tap. Output and calculated. The calculation result is output to the coring unit 6.

コアリング部6では、混合機能付きBPF5から出力された、所定の帯域の周波数成分を抽出した画像信号から、レベルの低い信号成分が除去されて、ノイズ成分が低減される。ゲイン部7では、コアリング部6から出力されたノイズ除去後の画像信号に、所定のゲイン値を乗じて値の調整が行われる。リミッタ部8では、ゲイン部7から出力された調整後の画像信号から、入力所定のレベル以上の信号成分が所定のレベルにリミットされ、過度に増幅・強調される事を防ぐ。最後に、加算部9において、リミッタ部8から出力される画像信号と元の入力画像信号とが加算され、所望の輪郭強調画像信号を得る。   In the coring unit 6, the low-level signal component is removed from the image signal obtained by extracting the frequency component of the predetermined band output from the BPF 5 with a mixing function, and the noise component is reduced. The gain unit 7 adjusts the value by multiplying the image signal after noise removal output from the coring unit 6 by a predetermined gain value. In the limiter unit 8, a signal component having a level equal to or higher than a predetermined input level is limited to a predetermined level from the adjusted image signal output from the gain unit 7 and is prevented from being excessively amplified or emphasized. Finally, in the adding unit 9, the image signal output from the limiter unit 8 and the original input image signal are added to obtain a desired contour-enhanced image signal.

上述のように、本実施形態によれば、高域だけでなく中域から低域の周波数帯域も用いて画像信号の輪郭強調処理を行う場合、すなわちタップ数の多いBPFを用いて画像信号から所定の周波数帯域成分を抽出して元の入力画像信号に足しこむことで輪郭強調処理を行う場合、センタータップのエッジの強さのレベルに応じて、センタータップから離れた位置にあるタップの出力値を補正する。すなわち、センタータップがエッジでない(もしくはエッジの強さのレベル低い)場合は、センタータップから離れた位置にあるタップの出力値とセンタータップの出力値とのレベル差が小さくなるように出力値を補正し、センタータップが強エッジである場合は、全てのタップの出力値を補正せずにそのまま用いる。これによって、センタータップから離れた位置にあるタップの出力値に起因するシュート成分の幅の拡張を防ぐことができる。   As described above, according to the present embodiment, when performing edge enhancement processing of an image signal using not only a high frequency but also a frequency band from a middle frequency to a low frequency, that is, from a video signal using a BPF having a large number of taps. When contour enhancement processing is performed by extracting a predetermined frequency band component and adding it to the original input image signal, the output of taps located away from the center tap according to the level of edge strength of the center tap Correct the value. That is, when the center tap is not an edge (or the edge strength level is low), the output value is set so that the level difference between the output value of the tap away from the center tap and the output value of the center tap is small. If the center tap is a strong edge, the output values of all the taps are used without correction. As a result, the expansion of the width of the chute component due to the output value of the tap located at a position away from the center tap can be prevented.

なお、上述した一例では、強エッジ抽出部3で抽出した強エッジを、周辺領域に拡張する(エッジが急峻にならないようにスムージングを行う)エッジ拡張部4を設けているが、エッジ拡張部4を設けずに強エッジ抽出部3のエッジ判定結果を混合機能付きBPF5に入力するように構成してもよい。   In the above-described example, the edge extension unit 4 is provided that extends the strong edge extracted by the strong edge extraction unit 3 to the peripheral region (performs smoothing so that the edge does not become sharp). The edge determination result of the strong edge extraction unit 3 may be input to the BPF 5 with a mixing function without providing the.

また、上述した一例では、2つのエッジ判定閾値を用いて強エッジのレベル付けを行っているが、エッジ判定閾値は1つでもよいし、3つ以上設定してもよい。更に、タップ出力係数kとセンター出力係数kの値は、図4に示す値に限定されるものでなく、入力される画像信号の特性などに応じて最適な値を設定することができる。 Further, in the above-described example, leveling of strong edges is performed using two edge determination threshold values, but one edge determination threshold value or three or more edge determination threshold values may be set. Furthermore, the values of the tap output coefficient k t and the center output coefficient k c are not limited to the values shown in FIG. 4, and optimum values can be set according to the characteristics of the input image signal. .

また、混合機能付きBPF5における出力値補正対象となるタップは、センタータップから3タップ以上離れたタップに限定されるものではなく、全てのタップを補正対象としてもよいし、逆に4タップ以上離れたタップなど、出力値補正対象タップを少なくしてもよい。   In addition, taps for which output values are corrected in the mixed function BPF 5 are not limited to taps that are 3 taps or more away from the center tap, and all taps may be corrected, or conversely, 4 taps or more apart. The number of output value correction target taps such as taps may be reduced.

更にまた、上述した一例では、所望の周波数帯域成分を抽出するのにBPFを用いているが、HPFやLPF(ローパスフィルタ)などの他のデジタルフィルタを用いてもよい。   Furthermore, in the above example, BPF is used to extract a desired frequency band component, but other digital filters such as HPF and LPF (low pass filter) may be used.

(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態の画像信号処理装置1では、混合機能付きBPF5においてタップの出力値の補正を行う際に、センタータップが強エッジでない場合には、タップ出力値とセンタータップ出力値との差分値と信号レベル閾値との比較結果に応じてセンタータップの出力値に置き換えを行うか否かを決定していたが、本実施形態においては、所望の周波数帯域成分を抽出する一般的なBPFと、タップ出力値とセンタータップ出力値との差分値と信号レベル閾値との比較結果に従って、補正対象のタップの出力値をセンタータップの出力値に置き換える機能を有するBPFの2つのBPFを設け、センタータップのエッジ強さに応じて両BPFからの出力値を設定された比率で混合して出力する点が異なっている。本実施形態の画像信号処理装置1´は、BPF10、11と選択混合部12以外の構成要素は第1の実施形態と構成要素が同じであるので、同じ符号を付して説明は省略する。
(Second Embodiment)
In the image signal processing apparatus 1 according to the first embodiment described above, when the tap output value is corrected in the BPF 5 with the mixing function, if the center tap is not a strong edge, the tap output value and the center tap output value are In accordance with the comparison result between the difference value and the signal level threshold value, it has been determined whether or not to replace with the output value of the center tap. In this embodiment, a general frequency band component is extracted. Two BPFs of BPF having a function of replacing the output value of the tap to be corrected with the output value of the center tap according to the comparison result between the BPF, the difference value between the tap output value and the center tap output value, and the signal level threshold are provided. The difference is that the output values from both BPFs are mixed and output at a set ratio according to the edge strength of the center tap. In the image signal processing apparatus 1 ′ of the present embodiment, the constituent elements other than the BPFs 10 and 11 and the selective mixing unit 12 are the same as those in the first embodiment, and thus the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

本実施形態の画像信号処理装置1´の構成について、図6を用いて説明する。図6は、
第2の実施形態に係わる画像信号処理装置1´の構成を説明するブロック図である。図6に示すように、本実施形態の画像信号処理装置1´には、入力される画像信号から所望の周波数帯域成分を抽出する一般的なBPF10と、入力される画像信号からBPF10と同じ周波数帯域成分を抽出した後、補正対象となるタップに関し、当該タップ出力値とセンタータップ出力値との差分値と信号レベル閾値との比較結果に従って、当該タップの出力値をセンタータップの出力値に置き換える機能を有する、第二のデジタルフィルタとしての置換機能付きBPF11と、輪郭強調を行う画素のエッジ判定結果に応じて、BPF10の出力値と置換機能付きBPF11の出力値を設定された所定の比率で混合して出力する選択混合部12とを備えている。その他の構成要素は、図1を用いて説明した第1の実施形態と同じである。
The configuration of the image signal processing apparatus 1 ′ of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG.
It is a block diagram explaining the structure of the image signal processing apparatus 1 'concerning 2nd Embodiment. As shown in FIG. 6, the image signal processing apparatus 1 ′ of the present embodiment includes a general BPF 10 that extracts a desired frequency band component from an input image signal, and the same frequency as the BPF 10 from the input image signal. After extracting the band component, for the tap to be corrected, the output value of the tap is replaced with the output value of the center tap according to the comparison result between the difference value between the tap output value and the center tap output value and the signal level threshold value. The BPF 11 with a replacement function as a second digital filter having a function and the output value of the BPF 10 and the output value of the BPF 11 with a replacement function at a predetermined ratio set according to the edge determination result of the pixel to be subjected to contour enhancement And a selective mixing unit 12 for mixing and outputting. Other components are the same as those of the first embodiment described with reference to FIG.

置換機能付きBPF11の構成について、図7を用いて説明する。図7は、置換機能付きBPF11の構成を説明するブロック図である。   The configuration of the BPF 11 with a replacement function will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram for explaining the configuration of the BPF 11 with a replacement function.

置換機能付きBPF11は、BPF10のタップと同数のタップからなるFIRフィルタと、補正対象のタップの数と同数の置換回路112a〜112e、112k〜112oで構成されている。 The BPF 11 with a replacement function includes an FIR filter having the same number of taps as the taps of the BPF 10, and replacement circuits 112a to 112e and 112k to 112o as many as the number of taps to be corrected.

図7には、一例としてセンタータップから3タップ以上離れている10個のタップを補正対象タップとする、15タップの置換機能付きBPF11を示している。すなわち、14個の遅延回路111a〜111nと、10個の置換回路112a〜112e、112k〜112oと、15個の乗算回路113a〜113oとから構成されている。10個の置換回路112a〜112e、112k〜112oは、センタータップから3タップ以上離れている10個のタップに1つずつ設けられており、遅延回路の出力端子と乗算回路の入力端子との間に配置されている。(ただし、左端のタップには遅延回路がないため、画素信号の入力端子と乗算回路113aの入力端子との間に置換回路112aが配置されている。)
10個の置換回路112a〜112e、112k〜112oには、対応するそれぞれのタップの出力値と、信号レベル閾値と、センタータップの出力値とが入力される。例えば、左端の置換回路112aには、左端のタップの出力値である置換機能付きBPF11に入力される画素信号と、センタータップの出力値である遅延回路111gの出力値と、信号レベル閾値とが入力される。
FIG. 7 shows, as an example, a BPF 11 with a 15-tap replacement function in which 10 taps that are 3 or more taps away from the center tap are correction target taps. In other words, it is composed of 14 delay circuits 111a to 111n, 10 replacement circuits 112a to 112e, 112k to 112o, and 15 multiplication circuits 113a to 113o. Ten replacement circuits 112a to 112e and 112k to 112o are provided one for each of 10 taps that are separated from the center tap by 3 taps or more, and between the output terminal of the delay circuit and the input terminal of the multiplication circuit. Is arranged. (However, since the leftmost tap has no delay circuit, a replacement circuit 112a is disposed between the input terminal of the pixel signal and the input terminal of the multiplication circuit 113a.)
The ten replacement circuits 112a to 112e and 112k to 112o are input with the corresponding tap output value, the signal level threshold value, and the center tap output value. For example, the leftmost replacement circuit 112a has a pixel signal input to the BPF 11 with a replacement function, which is an output value of the leftmost tap, an output value of the delay circuit 111g, which is an output value of the center tap, and a signal level threshold value. Entered.

置換回路112a〜112e、112k〜112oでは、対応するそれぞれのタップの出力値とセンタータップの出力値との差分が算出される。算出された差分値は信号レベル閾値と比較される。差分値が信号レベル閾値よりも小さい場合、対応するそれぞれのタップの出力値をそのまま乗算回路113a〜113e、113k〜113oへ出力する。一方、差分値が信号レベル閾値よりも大きい場合、センタータップの出力値を乗算回路113a〜113e、113k〜113oへ出力する。すなわち、置換回路112a〜112e、112k〜112oは、タップの出力値とセンタータップの出力値とのレベル差が大きい場合に、当該タップの出力値をセンタータップの出力値に置換する機能を有している。   In replacement circuits 112a to 112e and 112k to 112o, the difference between the output value of each corresponding tap and the output value of the center tap is calculated. The calculated difference value is compared with a signal level threshold value. When the difference value is smaller than the signal level threshold value, the output values of the corresponding taps are output as they are to the multiplication circuits 113a to 113e and 113k to 113o. On the other hand, when the difference value is larger than the signal level threshold value, the output value of the center tap is output to the multiplication circuits 113a to 113e and 113k to 113o. That is, the replacement circuits 112a to 112e and 112k to 112o have a function of replacing the output value of the tap with the output value of the center tap when the level difference between the tap output value and the center tap output value is large. ing.

このように、置換機能付きBPF11では、入力された画像信号から所望の周波数帯域成分を抽出・補正し、選択混合部12へ出力する。選択混合部12には、BPF10からの出力と、エッジ拡張部4から出力される拡張されたエッジ判定結果も入力される。   As described above, the BPF 11 with a replacement function extracts and corrects a desired frequency band component from the input image signal, and outputs it to the selection mixing unit 12. The selection mixing unit 12 also receives an output from the BPF 10 and an extended edge determination result output from the edge extension unit 4.

選択混合部12は、エッジ拡張部4から入力される拡張されたエッジ判定結果のうち、センタータップの画素についての拡張されたエッジ判定結果に基づき、BPF10からの出力値と置換機能付きBPF11からの出力値との選択混合を行う。なお、画素信号値の補正は、以下の(2)式を用いて行われる。   Based on the extended edge determination result for the center tap pixel among the extended edge determination results input from the edge expansion unit 4, the selection mixing unit 12 outputs the output value from the BPF 10 and the BPF 11 with a replacement function. Selective mixing with the output value is performed. The pixel signal value is corrected using the following equation (2).

BPF10の出力値×BPF10出力係数k
+置換機能付きBPF11の出力値×BPF11出力係数k …式(2)
BPF10出力係数kとBPF11出力係数kは、センタータップの画素信号の拡張されたエッジ判定結果に応じて設定される。BPF10出力係数kとBPF11出力係数kの一例を図8に示す。図8は、エッジ判定結果と、BPF10出力係数k及びBPF11出力係数kとの関係を示す表である。
The output value of the BPF 10 × BPF 10 outputs the coefficient k a
+ Output value × substituted function BPF 11 BPF 11 outputs the coefficient k b ... formula (2)
BPF10 output coefficient k a and BPF11 output coefficient k b is set according to the extended edge determination result of a pixel signal of the center tap. BPF10 an example of an output coefficient k a and BPF11 output coefficient k b shown in FIG. 8, an edge determination result is a table showing the relationship between BPF10 output coefficient k a and BPF11 output coefficient k b.

図8に示すように、センタータップの画素が強エッジであり、そのレベルが“3”であると判定された場合、BPF10出力係数kには1、BPF11出力係数kには0が設定される。すなわちこの場合、置換機能付きBPF11からの出力値は使用されず、BPF10からの出力値のみが選択されてコアリング部6に対して出力される。次に、センタータップの画素が強エッジであり、そのレベルが“2”であると判定された場合、BPF10出力係数kには0.25、BPF11出力係数kには0.75が設定される。すなわちこの場合、BPF10からの出力値と置換機能付きBPF11の出力値とが0.25:0.75の比率で混合されコアリング部6に対して出力される。 As shown in FIG. 8, a pixel is strong edge of the center tap, when it is determined that the level is "3", 0 is set to 1, BPF 11 outputs the coefficient k b is the BPF10 output coefficient k a Is done. That is, in this case, the output value from the BPF 11 with a replacement function is not used, and only the output value from the BPF 10 is selected and output to the coring unit 6. Next, a pixel is strong edge of the center tap, when it is determined that the level is "2", 0.25 to BPF10 output coefficient k a, setting 0.75 to BPF11 output coefficient k b Is done. That is, in this case, the output value from the BPF 10 and the output value of the BPF 11 with a replacement function are mixed at a ratio of 0.25: 0.75 and output to the coring unit 6.

また、センタータップの画素が強エッジであり、そのレベルが“1”であると判定された場合、BPF10出力係数kには0.125、BPF11出力係数kには0.875が設定される。すなわちこの場合、BPF10からの出力値と置換機能付きBPF11の出力値とが0.125:0.875の比率で混合されコアリング部6に対して出力される。 Further, a pixel is strong edge of the center tap, when it is determined that the level is "1", 0.125 to BPF10 output coefficient k a, 0.875 is set in the BPF11 output coefficient k b The That is, in this case, the output value from the BPF 10 and the output value of the BPF 11 with a replacement function are mixed at a ratio of 0.125: 0.875 and output to the coring unit 6.

更に、センタータップの画素が強エッジでない(レベル“0”)と判定された場合、BPF10出力係数kには0、BPF11出力係数kには1が設定される。すなわちこの場合、BPF10からの出力値は使用されず、置換機能付きBPF11からの出力値のみが選択されてコアリング部6に対して出力される。 Furthermore, if it is determined not to be pixel intensity edge center tap (level "0"), 1 is set in the BPF10 output coefficient k a 0, BPF 11 outputs the coefficient k b. That is, in this case, the output value from the BPF 10 is not used, and only the output value from the BPF 11 with a replacement function is selected and output to the coring unit 6.

このように、本実施形態によれば、同じタップ数、同じ周波数特性を有するBPFを2つ用い、片方のBPF(置換機能付きBPF11)のみ、センタータップから所定距離以上離れたタップ(補正対象のタップ)について、センタータップの出力値と当該タップの出力値との差分が信号レベル閾値よりも大きい場合は、当該タップの出力値をセンタータップの出力値に置換し、選択混合部12へ出力する。選択混合部12では、センタータップの(拡張された)エッジ判定結果のみに基づいて、BPF10からの出力と置換機能付きBPF11からの出力とのどちらかを選択、または所定の比率で混合して出力すればよい。   As described above, according to this embodiment, two BPFs having the same number of taps and the same frequency characteristics are used, and only one BPF (BPF 11 with a replacement function) is separated from the center tap by a predetermined distance or more (the correction target). If the difference between the output value of the center tap and the output value of the tap is greater than the signal level threshold value, the output value of the tap is replaced with the output value of the center tap and output to the selection mixing unit 12. . The selection mixing unit 12 selects either the output from the BPF 10 or the output from the BPF 11 with a replacement function based on only the (extended) edge determination result of the center tap, or mixes and outputs at a predetermined ratio do it.

すなわち、第1の実施形態の画像信号処理装置1の混合機能付きBPF5で行っていた2種類の判定結果(信号レベル閾値との比較による判定結果、及びエッジ判定結果)に基づく画像信号の補正処理を、本実施形態の画像信号処理装置1´では、置換機能付きBPF11に信号レベル閾値との比較による判定結果に基づく補正処理を割り当て、選択混合部12にエッジ判定結果に基づく補正処理を割り当てて行っている。従って、第1の実施形態の画像信号処理装置1と同様に、センタータップから離れた位置にあるタップの出力値に起因するシュート成分の幅の拡張を防ぐことができ、かつ、画像信号処理装置1´の構成要素が機能的に分割されているので、保守性や拡張性に優れる。   That is, correction processing of an image signal based on two types of determination results (determination result by comparison with a signal level threshold and edge determination result) performed by the BPF 5 with a mixing function of the image signal processing device 1 of the first embodiment. In the image signal processing apparatus 1 ′ of the present embodiment, the correction process based on the determination result based on the comparison with the signal level threshold value is assigned to the BPF 11 with a replacement function, and the correction process based on the edge determination result is assigned to the selection mixing unit 12. Is going. Therefore, similarly to the image signal processing device 1 of the first embodiment, it is possible to prevent the expansion of the width of the shoot component due to the output value of the tap located at a position away from the center tap, and the image signal processing device. Since the 1 ′ component is functionally divided, it is excellent in maintainability and expandability.

なお、本実施形態の画像信号処理装置1´も、第1の実施形態の画像信号処理装置1と同様に、強エッジ抽出部3で抽出した強エッジを、周辺領域に拡張する(エッジが急峻にならないようにスムージングを行う)エッジ拡張部4を設けているが、エッジ拡張部4を設けずに強エッジ抽出部3のエッジ判定結果を選択混合部12に入力するように構成してもよい。   Note that, similarly to the image signal processing device 1 of the first embodiment, the image signal processing device 1 ′ of the present embodiment extends the strong edge extracted by the strong edge extraction unit 3 to the peripheral region (the edge is steep). Although the edge extension unit 4 is provided), the edge determination result of the strong edge extraction unit 3 may be input to the selection mixing unit 12 without providing the edge extension unit 4. .

また、上述した一例では、2つのエッジ判定閾値を用いて強エッジのレベル付けを行っているが、エッジ判定閾値は1つでもよいし、3つ以上設定してもよい。更に、BPF10出力係数kとBPF11出力係数kの値は、図8に示す値に限定されるものでなく、入力される画像信号の特性などに応じて最適な値を設定することができる。 Further, in the above-described example, leveling of strong edges is performed using two edge determination threshold values, but one edge determination threshold value or three or more edge determination threshold values may be set. Furthermore, the value of BPF10 output coefficient k a and BPF11 output coefficient k b is not limited to the values shown in FIG. 8, it is possible to set an optimum value depending on the characteristics of the image signal input .

また、置換機能付きBPF11における出力値補正対象となるタップは、センタータップから3タップ以上離れたタップに限定されるものではなく、全てのタップを補正対象としてもよいし、逆に4タップ以上離れたタップなど、出力値補正対象タップを少なくしてもよい。   In addition, the tap for which the output value is corrected in the BPF 11 with a replacement function is not limited to a tap that is 3 taps or more away from the center tap, and all taps may be corrected, or conversely, 4 taps or more apart. The number of output value correction target taps such as taps may be reduced.

更にまた、上述した一例では、所望の周波数帯域成分を抽出するのにBPFを用いているが、HPFやLPF(ローパスフィルタ)などの他のデジタルフィルタを用いてもよい。   Furthermore, in the above example, BPF is used to extract a desired frequency band component, but other digital filters such as HPF and LPF (low pass filter) may be used.

(第3の実施形態)
上述した第1及び第2の実施形態の画像信号処理装置1、1´は、出力される画質を高精細化するために、多タップのデジタルフィルタを用い、高域だけでなく中域から低域にかけての周波数成分も用いて輪郭強調処理を行う場合において、センタータップから離れた位置のタップに強エッジが存在したり、センタータップの画素信号の値と離れた位置のタップの画素信号の値とのレベル差が大きかったりすると、このレベル差の影響でエッジ部分のシュート成分の幅が広くなってしまうことを抑制するために、デジタルフィルタの各タップの出力値に対して補正処理を行っていた。しかしながら、デジタルフィルタの各タップの出力値に対して補正処理を行う場合、補正処理のために付加する回路規模が大きくなってしまったり、補正処理の条件を決めるために2種類の判定が必要になるなど、処理が煩雑になってしまったりするという問題があった。
(Third embodiment)
The image signal processing apparatuses 1 and 1 'according to the first and second embodiments described above use a multi-tap digital filter in order to increase the output image quality, and not only a high frequency but also a low frequency from a middle frequency. When edge enhancement processing is also performed using frequency components over the band, there is a strong edge in the tap away from the center tap, or the pixel signal value of the tap away from the center tap pixel signal value. In order to prevent the width of the chute component at the edge from becoming wide due to the level difference, correction processing is performed on the output value of each tap of the digital filter. It was. However, when the correction process is performed on the output value of each tap of the digital filter, the circuit scale added for the correction process becomes large, or two kinds of determinations are necessary to determine the conditions for the correction process. There has been a problem that the processing becomes complicated.

そこで、本実施形態では、回路規模の増大を抑制しつつ簡素な処理で、輪郭強調処理において生成されるシュート成分の広がりを抑制することができる、画像信号処理装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present embodiment is to provide an image signal processing device capable of suppressing the spread of the shoot component generated in the contour enhancement process with a simple process while suppressing an increase in circuit scale. .

図9は、第3の実施形態に係わる画像信号処理装置21の構成を説明するブロック図である。図9に示すように、本実施形態の画像信号処理装置21は、入力される画像信号からエッジを検出するエッジ検出部22と、検出されたエッジの中から強エッジを抽出する強エッジ抽出部23と、抽出された強エッジが、後述するBPF26を構成しているN個のタップのうち、どのタップ位置にあたるかを判定する強エッジ位置判定部24と、強エッジ位置判定部24の判定結果に従って、後述するゲイン部28で用いるゲイン値の調整を行うゲイン調整部25を有する。   FIG. 9 is a block diagram illustrating the configuration of the image signal processing device 21 according to the third embodiment. As shown in FIG. 9, the image signal processing device 21 of the present embodiment includes an edge detection unit 22 that detects an edge from an input image signal, and a strong edge extraction unit that extracts a strong edge from the detected edges. 23, a strong edge position determination unit 24 that determines which tap position the extracted strong edge corresponds to among the N taps constituting the BPF 26 described later, and a determination result of the strong edge position determination unit 24 Accordingly, a gain adjustment unit 25 for adjusting a gain value used in a gain unit 28 described later is included.

また、本実施形態の画像信号処理装置21は、入力される画像信号から所定の帯域の周波数成分を抽出する、N個のタップから構成されるBPF26と、レベルの低い信号成分を除去してノイズ成分を低減するコアリング部27と、所定のゲイン値を乗じて値の調整を行うゲイン部28と、所定のレベル以上の信号成分を除去して過度に増幅・強調された成分を除去するリミッタ部29と、リミッタ部8から出力される画素信号と元の入力画像信号とを加算して輪郭強調画像信号を生成する加算部30とも有する。   Further, the image signal processing device 21 of the present embodiment removes noise by removing the BPF 26 composed of N taps, which extracts a frequency component of a predetermined band from an input image signal, and a low-level signal component. A coring unit 27 for reducing components, a gain unit 28 for adjusting a value by multiplying by a predetermined gain value, and a limiter for removing a signal component exceeding a predetermined level to remove an excessively amplified and emphasized component And an adder 30 that adds the pixel signal output from the limiter unit 8 and the original input image signal to generate an edge enhanced image signal.

以下、図9に示す画像信号処理装置21の各構成要素について、個別に説明する。まず、エッジ検出部22には、例えばソーベルフィルタやラプラフシアンフィルタなどで構成されている一般的なエッジ検出用のフィルタが用いられる。エッジ検出結果は、強エッジ抽出部23へ出力される。強エッジ抽出部23には、エッジ検出結果のほかに、エッジ判定閾値が入力される。ここで、エッジ判定閾値とは、エッジとして検出された画素のエッジから強エッジを抽出するために用いられる閾値である。エッジとして検出された画素の信号レベルがエッジ判定閾値よりも高い場合、当該画素は強エッジであるとして抽出される。   Hereinafter, each component of the image signal processing device 21 shown in FIG. 9 will be described individually. First, the edge detection unit 22 is a general edge detection filter configured by, for example, a Sobel filter or a Laplacian filter. The edge detection result is output to the strong edge extraction unit 23. In addition to the edge detection result, an edge determination threshold value is input to the strong edge extraction unit 23. Here, the edge determination threshold value is a threshold value used for extracting a strong edge from the edge of a pixel detected as an edge. If the signal level of a pixel detected as an edge is higher than the edge determination threshold, the pixel is extracted as a strong edge.

強エッジ位置判定部24は、強エッジ抽出部23において強エッジであるとして抽出された画素の信号が、BPF26を構成するN個のタップのうちどのタップに入力されているかを判定する。強エッジの画素の信号が入力されたタップ位置は、ゲイン調整部25へ出力される。   The strong edge position determination unit 24 determines to which tap the pixel signal extracted as a strong edge in the strong edge extraction unit 23 is input from among the N taps constituting the BPF 26. The tap position where the signal of the pixel of the strong edge is input is output to the gain adjustment unit 25.

ゲイン調整部25では、強エッジ位置判定部24から入力される強エッジの画素の信号のタップ内位置情報を用い、ゲイン部28で用いられるゲイン値の調整が行われる。具体的には、外部から与えられる設定されたゲイン値に対してゲイン調整係数kを乗ずることによりゲイン値の調整を行う。ゲイン調整係数kは、強エッジの画素の信号がセンタータップもしくはセンタータップ近傍のタップに位置する場合は大きい値に設定され、逆にセンタータップから離れるほど小さい値に設定される。 In the gain adjustment unit 25, the gain value used in the gain unit 28 is adjusted using the in-tap position information of the pixel signal of the strong edge input from the strong edge position determination unit 24. Specifically, it adjusts the gain value by multiplying the gain adjustment coefficient k g relative set gain value provided from outside. Gain adjustment coefficient k g is the signal of the pixel intensity edges when located tap center tap or center tap vicinity is set to a large value is set to a smaller value as the distance from the center tap in the opposite.

強エッジの画素の信号が入力されるタップ位置とゲイン調整係数kとの関係を、図10及び図11に示す一例を用いて具体的に説明する。図10は、強エッジの画素の信号が入力されるタップ位置に対するゲイン調整係数kの値の一例を説明する表である。図11は、強エッジの画素の信号が入力されるタップ位置に対するゲイン調整係数kの値の変化を説明する図である。なお、図10、図11共に、BPFは15タップで構成されている場合について示している。 The relationship between the tap position the intensity signal of the edge of the pixel is input and the gain adjustment coefficient k g, specifically described with reference to an example shown in FIGS. 10 and 11. Figure 10 is a table illustrating an example of the value of the gain adjustment coefficient k g for tap position signal of the pixel intensity edge is input. Figure 11 is a diagram illustrating a change in the value of the gain adjustment coefficient k g for tap position signal of the pixel intensity edge is input. 10 and 11 show the case where the BPF is configured with 15 taps.

例えば図10に示すように、センタータップPを含む前後2タップ、すなわちタップP−2〜Pの位置に強エッジの画素の信号が入力されている場合、ゲイン調整係数kは1に設定される。センタータップPから3タップ離れた位置(P−3、P)に強エッジの画素の信号が入力されている場合、ゲイン調整係数kは1より小さな値、例えば0.8に設定される。センタータップPから4タップ離れた位置(P−4、P)に強エッジの画素の信号が入力されている場合、ゲイン調整係数kは0.8よりも小さな値、例えば0.4に設定される。 For example, as illustrated in FIG. 10, when a signal of a pixel with a strong edge is input to the front and rear two taps including the center tap P 0 , that is, the positions of the taps P −2 to P 2 , the gain adjustment coefficient k g is set to 1. Is set. When a signal of a pixel with a strong edge is input at a position (P −3 , P 3 ) 3 taps away from the center tap P 0 , the gain adjustment coefficient k g is set to a value smaller than 1, for example, 0.8. The When a signal of a pixel with a strong edge is input at a position (P −4 , P 4 ) 4 taps away from the center tap P 0 , the gain adjustment coefficient k g is a value smaller than 0.8, for example 0.4 Set to

以降も同様に、センタータップPから5タップ離れた位置(P−5、P)に強エッジの画素の信号が入力されている場合、ゲイン調整係数kは0.3に設定され、センタータップPから6タップ離れた位置(P−6、P)に強エッジの画素の信号が入力されている場合、ゲイン調整係数kは0.2に設定される。そして、センタータップPから最も離れた位置(P−7、P)に強エッジの画素の信号が入力されている場合、ゲイン調整係数kは0.1に設定される。 Similarly, when a signal of a pixel with a strong edge is input at a position (P −5 , P 5 ) 5 taps away from the center tap P 0 , the gain adjustment coefficient k g is set to 0.3, When a signal of a pixel with a strong edge is input at a position (P −6 , P 6 ) that is 6 taps away from the center tap P 0 , the gain adjustment coefficient k g is set to 0.2. Then, a position farthest from the center tap P 0 (P -7, P 7 ) If the signal of the pixel intensity edge is inputted, the gain adjustment coefficient k g is set to 0.1.

なお、BPFの複数のタップに強エッジの画素の信号が入力されている場合、センタータップに近いタップに着目してゲイン調整係数kを設定する。例えば、センタータップから7タップ離れた位置(P−7、)と、3タップ離れた位置(P)に強エッジの画素の信号が入力されている場合、3タップ離れた位置(P)に着目するので、ゲイン調整係数kは0.8に設定される。 In the case where the signal intensity edge pixels to a plurality of taps of the BPF is input, focusing on tap near to the center tap sets the gain adjustment coefficient k g. For example, when the signal of the pixel of the strong edge is input to the position (P −7 ) that is 7 taps away from the center tap and the position (P 3 ) that is 3 taps away, the position (P 3 ) that is 3 taps away since attention is paid to the gain adjustment coefficient k g is set to 0.8.

強エッジの画素の信号が入力されるタップ位置とゲイン調整係数kとの関係が、図10の表に示すように設定されている場合において、ゲイン調整係数kが時間の経過と共にどのように変化していくかを、図11を用いて説明する。図11の一番上の段に示すように、水平方向に順に並んでいる画素S11、S12、…、S41、S42において、画素S25が強エッジであるとする。画素は水平方向の並び順にBPF26に読み込まれるので、最初にBPF26のタップに強エッジである画素S25が読み込まれるのは、画素S25から7つ前に位置する画素S18に関する演算を行うときである。 Relationship tap position the intensity signal of the edge of the pixel is input and the gain adjustment coefficient k g is, when it is set as shown in the table of FIG. 10, the gain adjustment coefficient k g how over time It will be described with reference to FIG. As shown in the uppermost stage of FIG. 11, in the pixels S 11 , S 12 ,..., S 41 , S 42 aligned in the horizontal direction, it is assumed that the pixel S 25 is a strong edge. Since the pixels are read into the BPF 26 in the order in which they are arranged in the horizontal direction, the pixel S 25 that is a strong edge is first read into the tap of the BPF 26 when an operation is performed on the pixel S 18 that is located seven before the pixel S 25. It is.

換言すれば、センタータップに画素S18の信号が入力されているとき、センタータップから7タップ離れた位置に強エッジである画素S25の信号が入力される。(図11の真ん中の段、「BPF26に入力される画素」の1番上の行を参照。)従って、画素S18の処理に用いられるゲイン調整係数kには、図10の表において、センタータップPから7タップ離れた位置(P)に強エッジの画素の信号が入力されている場合のゲイン調整係数kである0.1が設定される。 In other words, when the signal of the pixel S 18 to the center tap are input, the signal of the pixel S 25 which is a strong edge in a position away 7 taps from the center tap are input. (Refer to the top row of “pixels input to BPF 26” in the middle stage of FIG. 11.) Therefore, the gain adjustment coefficient k g used for the processing of the pixel S 18 is represented in the table of FIG. A gain adjustment coefficient kg of 0.1 is set when a pixel signal of a strong edge is input at a position (P 7 ) that is 7 taps away from the center tap P 0 .

BPF26において画素S18に関する演算が終わると、各タップに読み込まれている画素は一つ前のタップに移動し、最後のタップに画素S26が読み込まれる。つまり、BPF26には画素S12〜S26の15個の画素が読み込まれ、センタータップには画素S19の信号が入力される。このとき、強エッジである画素S25の信号は、センタータップから6タップ離れた位置に入力される。(図11の真ん中の段、「BPF26に入力される画素」の上から2番目の行を参照。)従って、画素S19の処理に用いられるゲイン調整係数kには、図10の表において、センタータップPから6タップ離れた位置(P)に強エッジの画素の信号が入力されている場合のゲイン調整係数kである0.2が設定される。 When operations on pixel S 18 ends in BPF 26, pixels that are loaded into each tap moves to the previous tap, the pixel S 26 is read at the end of the tap. That is, 15 pixels of pixels S 12 to S 26 are read into the BPF 26 , and the signal of the pixel S 19 is input to the center tap. At this time, the signal of the pixel S 25 a strong edge is input to a position away 6 taps from the center tap. (Stage in the middle of FIG. 11, see the second row from the top of "pixels input to BPF26".) Thus, the gain adjustment coefficient k g used for processing of the pixel S 19, in the table of FIG. 10 Then, 0.2 is set as the gain adjustment coefficient kg when the signal of the pixel of the strong edge is input at a position (P 6 ) 6 taps away from the center tap P 0 .

このように、強エッジである画素S25の信号は、処理の経過と共に1つずつ前のタップに移動していくので、センタータップに読み込まれる演算対象の画素が変わるごとに、センタータップとの距離が1タップずつ近づいていく。従って、次の演算対象である画素S20の信号がセンタータップに入力された場合、強エッジである画素S25の信号が入力されるタップの位置はセンタータップから5タップ離れた位置になる。処理が進んで、センタータップに入力される画素信号が、画素S21、S22、S23、S24、と移動していくと、強エッジである画素S25の信号が入力されるタップの位置もセンタータップから4タップ前、3タップ前、2タップ前、1タップ前、と移動していく。従って、ゲイン調整係数kも、0.2、0.3、0.4、0.8、1、1、と大きくなる方向に変化していく。 In this way, the signal of the pixel S 25 that is a strong edge moves to the previous tap one by one as the processing progresses, so that each time the calculation target pixel read into the center tap changes, The distance gets closer by one tap. Therefore, if the signal of the pixel S 20 is the next operand is input to the center tap position of the tap signal of the pixel S 25 which is a strong edge is input becomes a position away 5 taps from the center tap. As the process proceeds and the pixel signal input to the center tap moves to the pixels S 21 , S 22 , S 23 , and S 24 , the tap of the tap to which the signal of the pixel S 25 that is a strong edge is input. The position also moves from the center tap 4 taps before, 3 taps before, 2 taps before, 1 tap before. Therefore, the gain adjustment coefficient k g also will change to 0.2,0.3,0.4,0.8,1,1, the larger direction.

更に処理が進み、強エッジである画素S25の信号がセンタータップに入力されて演算が行われるときは、ゲイン調整係数kは1に設定される。この後は、強エッジである画素S25の信号は、処理の経過と共に1つずつ前のタップに移動していくので、センタータップに読み込まれる演算対象の画素が変わるごとに、センタータップとの距離が1タップずつ離れていく。従って、処理が進み、センタータップに入力される画素信号が、画素S26、S27、S28、S29、S30、S31、S32、と移動していくと、強エッジである画素S25の信号が入力されるタップの位置もセンタータップから1タップ後、2タップ後、3タップ後、4タップ後、5タップ後、6タップ後、7タップ後と移動していく。従って、ゲイン調整係数kも、1、1、0.8、0.4、0.3、0.2、0.1、と小さくなる方向に変化していく。 When the processing further proceeds and the signal of the pixel S 25 which is a strong edge is input to the center tap and the calculation is performed, the gain adjustment coefficient k g is set to 1. After this, the signal of the pixel S 25 that is a strong edge moves to the previous tap one by one as the process progresses, so every time the calculation target pixel read into the center tap changes, The distance is one tap away. Therefore, as the processing proceeds and the pixel signal input to the center tap moves to the pixels S 26 , S 27 , S 28 , S 29 , S 30 , S 31 , S 32 , the pixel that is a strong edge after one tap from position also the center tap of the tap signal S 25 is input, after two-tap, 3-tap, after four taps, five taps, 6-tap, moves the post 7 taps. Therefore, the gain adjustment coefficient k g also 1,1,0.8,0.4,0.3,0.2,0.1, and will change to decrease direction.

なお、強エッジである画素S25の信号がBPF26に読み込まれる範囲外である場合、すなわち、センタータップに入力される画素信号が画素S11〜画素S17の場合、及び、画素S33〜画素S42の場合は、ゲイン調整係数kは1に設定され、通常のゲインが用いられる。 Incidentally, if the signal of the pixel S 25 which is a strong edge is outside the range to be read into BPF 26, i.e., when the pixel signal input to the center tap of the pixels S 11 ~ pixels S 17, and the pixel S 33 ~ pixels for S 42, the gain adjustment coefficient k g is set to 1, the normal gain is used.

このようにして、ゲイン調整部25では、強エッジの画素の信号のタップ内位置情報に基づいてゲイン調整係数kを設定し、これを外部から与えられる設定されたゲイン値に対して乗ずることによりゲイン値の調整を行う。調整されたゲイン値は、ゲイン部28に出力される。 In this way, the gain adjustment unit 25, is multiplied against the strong based on the tap in the position information of the edge pixels of the signal to set the gain adjustment coefficient k g, set gain values given them externally To adjust the gain value. The adjusted gain value is output to the gain unit 28.

BPF26では入力される画像信号から所定の帯域の周波数成分(高域だけでなく、低域〜中域の周波数成分も含む)を抽出して出力する。コアリング部27では、BPF26から出力された、所定の帯域の周波数成分を抽出した画像信号からレベルの低い信号成分が除去され、ノイズ成分が低減される。ゲイン部28では、コアリング部27から出力されたノイズ除去後の画像信号に、ゲイン調整部25から出力される調整されたゲイン値を乗じて値の調整が行われる。リミッタ部29では、ゲイン部28から出力された調整後の画像信号から、入力所定のレベル以上の信号成分が除去され、過度に増幅・強調された成分が除去される。最後に、加算部30において、リミッタ部29から出力される画像信号と元の入力画像信号とが加算され、所望の輪郭強調画像信号を得る。   The BPF 26 extracts and outputs a frequency component of a predetermined band (including not only a high frequency but also a low frequency to a middle frequency) from an input image signal. In the coring unit 27, a low-level signal component is removed from the image signal extracted from the frequency component of a predetermined band output from the BPF 26, and the noise component is reduced. In the gain unit 28, the image signal after noise removal output from the coring unit 27 is multiplied by the adjusted gain value output from the gain adjustment unit 25 to adjust the value. In the limiter unit 29, signal components having a predetermined input level or higher are removed from the adjusted image signal output from the gain unit 28, and excessively amplified and emphasized components are removed. Finally, the adder 30 adds the image signal output from the limiter 29 and the original input image signal to obtain a desired contour-enhanced image signal.

上述のように、本実施形態によれば、高域だけでなく中域から低域の周波数帯域も用いて画像信号の輪郭強調処理を行う場合、すなわちタップ数の多いBPFを用いて画像信号から所定の周波数帯域成分を抽出して元の入力画像信号に足しこむことで輪郭強調処理を行う場合、強エッジの画素の信号が入力されるタップとセンタータップとの距離に応じて、ゲイン部28で用いるゲイン値を調整している。すなわち、強エッジの画素がセンタータップもしくはセンタータップ近傍のタップに位置する場合は予め設定されたゲイン値(もしくはそれに近い値)を用いるが、強エッジの画素がセンタータップから離れたタップに位置する場合はゲイン値を小さくする。これによって、センタータップから離れた位置に強エッジが存在する場合にもシュート成分の幅の拡張を防ぐことができる。   As described above, according to the present embodiment, when performing edge enhancement processing of an image signal using not only a high frequency but also a frequency band from a middle frequency to a low frequency, that is, from a video signal using a BPF having a large number of taps. When contour enhancement processing is performed by extracting a predetermined frequency band component and adding it to the original input image signal, the gain unit 28 according to the distance between the tap to which the signal of the pixel of the strong edge is input and the center tap. The gain value used in is adjusted. That is, when a pixel with a strong edge is located at a center tap or a tap near the center tap, a preset gain value (or a value close thereto) is used, but a pixel with a strong edge is located at a tap away from the center tap. If this is the case, decrease the gain value. Thereby, even when a strong edge exists at a position away from the center tap, it is possible to prevent the width of the shoot component from being expanded.

なお、上述した一例では、所望の周波数帯域成分を抽出するのにBPFを用いているが、HPFやLPF(ローパスフィルタ)などの他のデジタルフィルタを用いてもよい。また、ゲイン調整係数kの値は図10の表に示した値に限定されるものでなく、入力される画像信号やBPFの特性などに応じて適切な値を用いることができる。 In the above-described example, BPF is used to extract a desired frequency band component, but other digital filters such as HPF and LPF (low pass filter) may be used. The value of the gain adjustment coefficient k g is not limited to the values shown in the table of FIG. 10, it is possible to use an appropriate value depending on the characteristics of the image signal and BPF inputted.

本明細書における各「部」は、実施の形態の各機能に対応する概念的なもので、必ずしも特定のハードウェアやソフトウエア・ルーチンに1対1には対応しない。従って、本明細書では、実施の形態の各機能を有する仮想的回路ブロック(部)を想定して実施の形態を説明した。   Each “unit” in this specification is a conceptual one corresponding to each function of the embodiment, and does not necessarily correspond to a specific hardware or software routine on a one-to-one basis. Therefore, in the present specification, the embodiment has been described assuming a virtual circuit block (unit) having each function of the embodiment.

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、例として例示したものであり、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共に、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。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are illustrated by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…画像信号処理装置、2…エッジ検出部、3…強エッジ抽出部、4…エッジ拡張部、5…混合機能付きBPF、6…コアリング部、7…ゲイン部、8…リミッタ部、9…加算部、 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image signal processing apparatus, 2 ... Edge detection part, 3 ... Strong edge extraction part, 4 ... Edge expansion part, 5 ... BPF with a mixing function, 6 ... Coring part, 7 ... Gain part, 8 ... Limiter part, 9 ... adder,

Claims (8)

入力される画像信号から前記画像の輪郭部分に対応する特定帯域の周波数成分を抽出する複数のタップで構成された第一のデジタルフィルタと、
前記画像信号から前記輪郭部分に相当する画素を検出するエッジ検出部と、
前記エッジ検出部で検出された前記画素の信号レベルを、複数設定されたエッジ判定用閾値と比較して強エッジを抽出し、前記強エッジとして抽出された前記画素のエッジの強さレベルを前記複数のエッジ判定用閾値を用いて判定する強エッジ抽出部と、
を備えており、
前記第一のデジタルフィルタは、前記第一のデジタルフィルタの前記複数のタップのうち、中心に位置するタップであるセンタータップに入力された前記画素が、強エッジとして抽出されていない場合、前記周辺タップの出力値と前記センタータップの出力値との差分値が所定の信号レベル閾値よりも大きいときには、前記差分が閾値よりも大きいと判定された前記周辺タップの出力値を前記センタータップの出力値に置き換える置換処理を行い、前記センタータップに入力された前記画素が強エッジとして抽出された場合、前記周辺タップの出力値と前記センタータップの出力値とを、前記センタータップのエッジの強さが低いほど前記センタータップの出力値の比率が高くなるように設定された所定の混合比率で混合し、前記周辺タップの出力値とする混合処理を行う補正回路を有することを特とする、画像信号処理装置。
A first digital filter composed of a plurality of taps for extracting a frequency component of a specific band corresponding to a contour portion of the image from an input image signal;
An edge detection unit that detects pixels corresponding to the contour portion from the image signal;
The signal level of the pixel detected by the edge detection unit is compared with a plurality of threshold values for edge determination to extract a strong edge, and the intensity level of the edge of the pixel extracted as the strong edge is A strong edge extraction unit for determination using a plurality of edge determination thresholds;
With
In the first digital filter, when the pixel input to a center tap that is a tap located at the center among the plurality of taps of the first digital filter is not extracted as a strong edge, the peripheral When the difference value between the tap output value and the center tap output value is greater than a predetermined signal level threshold value, the output value of the peripheral tap that has been determined that the difference is greater than the threshold value is the output value of the center tap. When the pixel input to the center tap is extracted as a strong edge, the output value of the peripheral tap and the output value of the center tap are set as the edge strength of the center tap. The lower the tap, the higher the ratio of the output value of the center tap is. And JP further comprising a correction circuit for performing a mixing process of the output value, the image signal processing apparatus.
入力される画像信号から前記画像の輪郭部分に対応する特定帯域の周波数成分を抽出する複数のタップで構成された第一のデジタルフィルタと、
前記画像信号から前記輪郭部分に相当する画素を検出するエッジ検出部と、
前記エッジ検出部で検出された前記画素の信号レベルを所定のエッジ判定用閾値と比較して強エッジを抽出し、前記強エッジとして抽出された前記画素のエッジの強さレベルを前記エッジ判定用閾値を用いて判定する強エッジ抽出部と、
を備えており、前記第一のデジタルフィルタの前記複数のタップのうち、中心に位置するタップであるセンタータップに入力された前記画素のエッジの強さに応じて、前記センタータップから所定距離以上離れた位置に配置されている周辺タップの出力値に対し、前記センタータップの出力値を用いて補正処理を行うことを特徴とする、画像信号処理装置。
A first digital filter composed of a plurality of taps for extracting a frequency component of a specific band corresponding to a contour portion of the image from an input image signal;
An edge detection unit that detects pixels corresponding to the contour portion from the image signal;
A strong edge is extracted by comparing the signal level of the pixel detected by the edge detection unit with a predetermined threshold for edge determination, and the intensity level of the edge of the pixel extracted as the strong edge is used for the edge determination A strong edge extraction unit for determination using a threshold;
A plurality of taps of the first digital filter, and a predetermined distance or more from the center tap according to the strength of the edge of the pixel input to the center tap that is a tap located at the center. An image signal processing apparatus, wherein correction processing is performed on output values of peripheral taps arranged at distant positions using output values of the center tap.
前記強エッジ抽出部には、複数の前記エッジ判定用閾値が設定されていることを特徴とする、請求項2に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 2, wherein a plurality of the threshold values for edge determination are set in the strong edge extraction unit. 前記センタータップに入力された前記画素が、強エッジとして抽出されていない場合における前記補正処理は、前記周辺タップの出力値と前記センタータップの出力値との差分値が所定の信号レベル閾値よりも大きい場合、前記差分が閾値よりも大きいと判定された前記周辺タップの出力値を前記センタータップの出力値に置き換える置換処理であることを特徴とする、請求項2又は請求項3に記載の画像処理装置。   In the correction process when the pixel input to the center tap is not extracted as a strong edge, the difference value between the output value of the peripheral tap and the output value of the center tap is lower than a predetermined signal level threshold value. 4. The image according to claim 2, wherein when the difference is larger, the replacement process replaces an output value of the peripheral tap, which is determined that the difference is larger than a threshold, with an output value of the center tap. 5. Processing equipment. 前記センタータップに入力された前記画素が強エッジとして抽出された場合における前記補正処理は、前記周辺タップの出力値と前記センタータップの出力値とを所定の混合比率で混合し、前記周辺タップの出力値とする混合処理であることを特徴とする、請求項2乃至請求項4のいずれか一項に記載の画像処理装置。   In the case where the pixel input to the center tap is extracted as a strong edge, the correction process mixes the output value of the peripheral tap and the output value of the center tap at a predetermined mixing ratio, and The image processing apparatus according to claim 2, wherein the image processing apparatus is a mixing process for generating an output value. 前記混合比率は、前記センタータップのエッジの強さが低いほど前記センタータップの出力値の比率が高くなるように設定されることを特徴する、請求項5に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 5, wherein the mixing ratio is set such that the ratio of the output value of the center tap increases as the edge strength of the center tap decreases. 前記第一のデジタルフィルタは、前記補正処理を行う補正回路を有することを特徴とする、請求項2乃至請求項5のいずれか一項に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 2, wherein the first digital filter includes a correction circuit that performs the correction process. 前記第一のデジタルフィルタと同数の前記タップで構成され、入力される前記画像信号から前記第一のデジタルフィルタと同じ特定帯域の周波数成分を抽出する第二のデジタルフィルタと、前記第一のデジタルフィルタの出力と前記第二のフィルタの出力とを、前記センタータップに入力された前記画素のエッジの強さに応じて所定の比率で混合する選択混合部と、を更に有し、前記第二のフィルタは前記置換処理を行う置き換え回路を有することを特徴とする、請求項4乃至請求項6のいずれか一項に記載の画像処理装置。   A second digital filter comprising the same number of taps as the first digital filter and extracting a frequency component in the same specific band as the first digital filter from the input image signal; and the first digital filter A selection mixing unit that mixes the output of the filter and the output of the second filter at a predetermined ratio in accordance with the intensity of the edge of the pixel input to the center tap; The image processing apparatus according to claim 4, wherein the filter includes a replacement circuit that performs the replacement process.
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