JP3687139B2 - 画像データ用のデジタルフィルタ及びデジタルフィルタシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、画像データ用のデジタルフィルタ及びデジタルフィルタシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像処理用のデジタル信号処理系では、フィルタ処理、特にローパスフィルタによる処理が頻繁に行われている。
【０００３】
例えばサンプリングレート変換では、入力デジタル画像データを入力レートと出力レートとの最小公倍数のサンプリング周波数にアップレート変換し、ローパスフィルタにより帯域制限してから、ダウンサンプリングすることにより、所望のサンプリング周波数の出力データが生成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デジタル画像データにローパスフィルタによる信号処理を施す従来のデジタルフィルタでは、平坦な帯域を広くとろうとするとリンギング（オーバーシュート）が増加し、リンギング（オーバーシュート）を改善すると帯域が狭くなってしまうという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述の如き従来のデジタルフィルタにおける実情に鑑み、平坦帯域が広く、しかも、リンギング（オーバーシュート）を効果的に抑制した画像データ用のデジタルフィルタを提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、デジタル画像データに対して、リンギング（オーバーシュート）を効果的に抑制した画像処理を行うことができる画像データ用のデジタルフィルタを提供することにある。
【０００７】
さらに、本発明の他の目的は、平坦帯域が広く、しかも、リンギング（オーバーシュート）を効果的に抑制した色画像データ処理用のデジタルフィルタシステムを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、各色デジタル画像データに対して、リンギング（オーバーシュート）を効果的に抑制した画像処理を行うことができる色画像データ処理用のデジタルフィルタシステムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明は、比較的に急峻な遮断特性を有し、入力デジタル画像データをフィルタリングする第１のローパスフィルタと、比較的に緩やかな遮断特性を有し、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内での上記入力デジタル画像データの値の変化度と、所定範囲外での上記入力デジタル画像データの値の平坦度に応じて、上記ステップ検出出力を得ることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、比較的に急峻な遮断特性を有し、入力デジタル画像データをフィルタリングする第１のローパスフィルタと、比較的に緩やかな遮断特性を有し、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内の画素での上記入力デジタル画像データの値の差分を検出するレベル差検出手段と、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲外の画素での上記入力デジタル画像データの値の平坦度を検出する平坦度検出手段と、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の出力に応じて、上記ステップ検出出力を得るステップ検出出力決定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的広帯域な第１のローパスフィルタと、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的狭帯域の第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内での上記入力デジタル画像データの値の変化度と、所定範囲外での上記入力デジタル画像データの値の平坦度に応じて、上記ステップ検出出力を得ることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的広帯域な第１のローパスフィルタと、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的狭帯域の第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内の画素での上記入力デジタル画像データの値の差分を検出するレベル差検出手段と、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲外の画素での上記入力デジタル画像データの値の平坦度を検出する平坦度検出手段と、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の出力に応じて、上記ステップ検出出力を得るステップ検出出力決定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタシステムは、 各色の入力デジタル画像データ毎にデジタルフィルタを有し、各デジタルフィルタは、比較的に急峻な遮断特性を有し、入力デジタル画像データをフィルタリングする第１のローパスフィルタと、比較的に緩やかな遮断特性を有し、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内での上記入力デジタル画像データの値の変化度と、所定範囲外での上記入力デジタル画像データの値の平坦度に応じて、上記ステップ検出出力を得ることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタシステムは、各色の入力デジタル画像データ毎にデジタルフィルタを有し、各デジタルフィルタは、比較的に急峻な遮断特性を有し、入力デジタル画像データをフィルタリングする第１のローパスフィルタと、比較的に緩やかな遮断特性を有し、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えてなり、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内の画素での上記入力デジタル画像データの値の差分を検出するレベル差検出手段と、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲外の画素での上記入力デジタル画像データの値の平坦度を検出する平坦度検出手段と、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の出力に応じて、上記ステップ検出出力を得るステップ検出出力決定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタシステムは、各色の入力デジタル画像データ毎にデジタルフィルタを有し、各デジタルフィルタは、入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的広帯域な第１のローパスフィルタと、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的狭帯域の第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えてなり、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内での上記入力デジタル画像データの値の変化度と、所定範囲外での上記入力デジタル画像データの値の平坦度に応じて、上記ステップ検出出力を得ることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタシステムは、各色の入力デジタル画像データ毎にデジタルフィルタを有し、各デジタルフィルタは、入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的広帯域な第１のローパスフィルタと、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的狭帯域の第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内の画素での上記入力デジタル画像データの値の差分を検出するレベル差検出手段と、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲外の画素での上記入力デジタル画像データの値の平坦度を検出する平坦度検出手段と、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の出力に応じて、上記ステップ検出出力を得るステップ検出出力決定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、上記第１及び第２のローパスフィルタは、互いにレジスタを共用するレジスタ前置型ＦＩＲフィルタによって入力デジタル画像データをフィルタリングする。
【００１８】
また、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内での上記入力デジタル画像データの値の変化度と、所定範囲外での上記入力デジタル画像データの値の平坦度に応じて、上記ステップ検出出力を得る。
【００１９】
また、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内の画素での上記入力デジタル画像データの値の差分をレベル差検出手段により検出するとともに、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲外の画素での上記入力デジタル画像データの値の平坦度を平坦度検出手段により検出し、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の出力に応じたステップ検出出力をステップ検出出力決定手段により得る。
【００２０】
また、上記ステップ検出出力決定手段は、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の各検出出力の差を上記ステップ検出出力として出力する。
【００２１】
上記ステップ検出出力決定手段は、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の各検出出力の比を上記ステップ検出出力として出力する。
【００２２】
さらに、上記平坦度検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の上記所定範囲の前及び後の画素の入力デジタル画像データの内、輝度レベルの高い側の入力デジタル画像データの値に基づいて、上記入力デジタル画像データの平坦度を検出する。
【００２３】
本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタシステムでは、協調制御手段により、各色の入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データに基づいて、第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比が協調するように上記各色の入力デジタル画像データに対応する混合手段をそれぞれ制御する。
【００２４】
上記協調制御手段は、例えば緑色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データに基づいて、各色の入力デジタル画像データに対応する混合手段をそれぞれ制御する。
【００２５】
また、上記協調制御手段は、例えば緑色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データと、赤色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データとの内、値の大きい方の制御データに基づいて、各色の入力デジタル画像データに対応する混合手段をそれぞれ制御する。
【００２６】
また、上記協調制御手段は、例えば緑色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データと、赤色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データとの内、値の小さい方の制御データに基づいて、各色の入力デジタル画像データに対応する混合手段をそれぞれ制御する。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタ及びデジタルフィルタシステムの一実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタは、例えば図１に示すように、入力デジタル画像データが供給される第１のローパスフィルタ１、第２のローパスフィルタ２及びステップ検出部３と、上記第１及び第２のローパスフィルタ１，２の各フィルタ出力がそれぞれ遅延回路４，５を介して供給される混合部６と、上記ステップ検出部３のステップ検出出力が供給される制御部７を備え、上記混合部６の混合比が上記制御部７によって制御されるようになっている。
【００２９】
上記第１のローパスフィルタ１は、急峻な遮断特性を有する広帯域のローパスフィルタであって、例えばタップ数が比較的に多いＦＩＲフィルタにより構成される。また、上記第２のローパスフィルタ２は、緩やかな遮断特性を有する狭帯域のローパスフィルタであり、例えばタップ数が比較的に少ないＦＩＲフィルタにより構成される。
【００３０】
具体的には、例えば図２に示すように、上記第１及び第２のローパスフィルタ１，２は、４段のレジスタ１１ｃ〜１１ｆを共用したレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなる。
【００３１】
すなわち、上記第１のローパスフィルタ１は、縦続接続された１０段のレジスタ１１ａ〜１１ｊと、上記レジスタ１１ａ〜１１ｊによる各遅延出力にフィルタ係数COEFＡ〜COEFＪをそれぞれ乗算する１０個の乗算器１２ａ〜１２ｊと、上記乗算器１２ａ〜１２ｊによる各乗算出力を加算する加算器１３により構成した１０タップのレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなる。この１０タップのレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなる第１のローパスフィルタ１は、例えば図３に示すようなステップ応答特性として比較的に急峻な遮断特性を有する広帯域のローパスフィルタ特性のものが用いられている。
【００３２】
また、上記第２のローパスフィルタ２は、縦続接続された４段のレジスタ１１ｃ〜１１ｆと、上記レジスタ１１ｃ〜１１ｆによる各遅延出力にフィルタ係数COEFａ〜COEFｄを乗算する４個の乗算器２２ａ〜２２ｄと、上記乗算器２２ａ〜２２ｄによる各乗算出力を加算する加算器２３により構成した４タップのレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなる。この４タップのレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなる第２のローパスフィルタ１は、図４に示すようなステップ応答特性としてリンギング（オーバーシュート）の少ない比較的に緩やかな遮断特性を有する狭帯域のローパスフィルタ特性のものが用いられている。
【００３３】
そして、上記第１及び第２のローパスフィルタ１，２の各フィルタ出力は、それぞれ上記遅延回路４，５により群遅延特性が補償されるとともに、上記ステップ検出部３及び制御部７に対するタイミング調整がなされて上記混合部６に供給される。
【００３４】
また、上記混合部６は、上記第１及び第２のローパスフィルタ１，２を介して供給される入力デジタル画像データを混合して出力デジタル画像データを生成する混合比の可変可能な混合手段であって、例えば図５に示すように構成される。
【００３５】
この図５に示した混合部６は、上記第１及び第２のローパスフィルタ１，２を介してそれぞれ供給される入力デジタル画像データIN１，IN２を減算する減算器６１と、この減算器６１による減算出力に係数ｋを乗算する乗算器６２と、上記第１のローパスフィルタ１を介して供給される入力デジタル画像データIN１に上記乗算器６２の出力を加算する加算器６３とからなる。この混合部６は、上記制御部４から上記乗算器６２に与えられる上記係数ｋによって可変制御される混合比で、上記第１及び第２のローパスフィルタ１，２を介して供給される入力デジタル画像データIN１，IN２を混合して出力デジタル画像データOUTPUT ＝（１−ｋ）IN１＋ｋIN２を生成する。
【００３６】
また、上記ステップ検出部３は、入力デジタル画像データのステップ状の変化を検出するもので、例えば図６の（Ａ）に示すような入力デジタル画像データのステップ状の変化に対して、図６の（Ｂ）に示すようなステップ検出出力を得て、このステップ検出出力を上記制御部７に供給する。
【００３７】
また、上記制御部７は、上記ステップ検出部３によるステップ検出出力に基づいて、入力デジタル画像データのステップ状の変化の前後で上記混合部段の混合比を徐々に変化させる制御を行うもので、例えば図７に示すようにイクスパンダ７Ａとローパスフィルタ７Ｂとからなる。
【００３８】
上記イクスパンダ７Ａは、縦続接続された９段のレジスタ７１ａ〜７１ｉと、上記レジスタ７１ａ〜７１ｉによる各遅延出力が供給される最大値検出回路７２とからなる。このイクスパンダ７Ａは、上記ステップ検出部３によるステップ検出出力を上記レジスタ７１ａ〜７１ｉにより順次遅延させた各遅延出力の最大値を上記最大値検出回路７２で検出することにより、上記図６の（Ｂ）に示すようなステップ検出出力を上記第１のローパスフィルタ１のパルス応答の幅に広げる。これにより、上記入力デジタル画像データのステップ状の変化の前後に亘って最大値を保持した図６の（Ｃ）に示すようなイクスパンダ出力が生成される。
【００３９】
また、上記ローパスフィルタ７Ｂは、縦続接続された４段のレジスタ７３ａ〜７３ｄと、上記レジスタ７３ａ〜７３ｄによる各遅延出力を加算する加算器７４と、上記加算器７４による加算出力の値を１／４に減衰させる減衰器７５により構成した４タップのレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなる。このローパスフィルタ７Ｂは、上記イクスパンダ７Ａのイクスパンダ出力に対して、ローパスフィルタ特性を与えることにより、立ち上がり傾斜及び立ち下がり傾斜を緩やかにした図６の（Ｄ）に示すようなフィルタ出力を生成する。
【００４０】
そして、このような構成の制御部７は、上記フィルタ出力を上記係数ｋとして上記混合部６の乗算器６２に与えることによって、上記ステップ検出部３によるステップ検出出力に基づいて、入力デジタル画像データのステップ状の変化の前後（近傍）で上記混合部６の混合比を徐々に変化させる制御を行う。
【００４１】
このように、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタでは、比較的に急峻な遮断特性を有する広帯域の第１のローパスフィルタ１と比較的に緩やかな遮断特性を有する狭帯域の第２のローパスフィルタ２を介して供給される入力デジタル画像データを混合比の可変可能な混合部６により混合して出力デジタル画像データを生成するようになし、制御部７により、入力デジタル画像データのステップ状の変化を検出するステップ検出部３によるステップ検出出力に基づいて、入力デジタル画像データのステップ状の変化の前後で上記混合部６の混合比を徐々に変化させる制御を行うことによって、ステップ状変化の近傍で境界が目立たぬようにフィルタ特性を切り換えることができる。これにより、上記入力デジタル画像データに対して、平坦帯域が広く、しかも、リンギング（オーバーシュート）を効果的に抑制したローパスフィルタ特性による画像処理を施すことができる。
【００４２】
なお、上述の実施例では、上記混合部６の混合比を徐々に変化させるようにしたが、本発明はこれに限られるものでなく、上記混合部６をセレクタなどによって構成し、第１のローパスフィルタ１からの入力デジタル画像データと第２のローパスフィルタ２からの入力デジタル画像データとの一方を選択的に出力するようにしても良い。すなわち、混合比を１：０から０：１に一瞬で変えても良い。
【００４３】
ここで、上記ステップ検出部３では、原理的に入力デジタル画像データの各画素のレベル差によりステップ状の変化を検出することができるのであるが、リンギング（オーバーシュート）の目立ち易い入力ステップパターンのみを検出するようにすれば、上記デジタルフィルタシステムにおいて、縞模様の絵柄の画像などリンギング（オーバーシュート）の目立ち難い入力デジタル画像データに対してＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を低下させることがなくなる。
【００４４】
このようなステップ検出部３は、例えば図８に示すような構成により実現される。
【００４５】
この図８に示したステップ検出部３は、入力デジタル画像データＸが供給されるレベル差検出部３１と、このレベル差検出部３１の検出出力が供給される平坦度検出部３２と、上記レベル差検出部３１及び平坦度検出部３２の各検出出力が供給される評価部３３とからなる。
【００４６】
上記レベル差検出部３１は、上記入力デジタル画像データＸについて隣接画素（隣り合う２つの画素）間のレベル差を検出する差分検出器３１Ａと、この差分検出器３１Ａの差分検出出力の絶対値を検出する絶対値検出器３１Ｂとからなる。このレベル差検出部３１は、上記入力デジタル画像データＸについて隣接画素間のレベル差を検出し、その極性を示す符号及びレベル差の絶対値（以下、差分絶対値という）を上記平坦度検出部３２に供給するとともに、上記差分絶対値を遅延素子３４を介して上記評価部３３に供給するようになっている。
【００４７】
また、上記平坦度検出部３２は、上記レベル差検出部３１により得られた隣接画素間の差分絶対値が直接及び遅延素子３５ａ，３５ｂを介して供給される最大値検出器３６と、この最大値検出器３６による検出出力が遅延素子３７ａ，３７ｂを介して供給される選択部３８を備えてなる。上記選択部３８には、上記レベル差検出部３１により得られた隣接画素間のレベル差の極性を示す符号が遅延素子３９を介して供給されている。
【００４８】
ここで、この平坦度検出部３２における各遅延素子３５ａ，３５ｂ，３７ａ，３７ｂ，３９の遅延量は、例えば次のように設定されている。すなわち、上記遅延素子３５ａ，３５ｂの遅延量はそれぞれ１画素間隔に相当する遅延量Ｚ-1であある。また、上記遅延素子３７ａの遅延量Ｚ-kは７画素間隔に相当する遅延量Ｚ-7である。また、上記遅延素子３７ｂの遅延量Ｚ-lは１画素間隔に相当する遅延量Ｚ-1である。さらに、上記遅延素子３９の遅延量Ｚ-mは４画素間隔に相当する遅延量Ｚ-4である。
【００４９】
上記最大値検出器３６は、隣接３画素の差分絶対値の凹凸の最大値を検出する。この最大値検出器３６は、例えば図９に示すように、画像のエッジに位置する着目画素Ｃに対して１つの画素Ｈ１をおいて前方側３画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の３画素期間の差分絶対値の凹凸の最大値を検出して、その検出出力を上記遅延素子３７ａを介して上記選択部３８に供給するとともに、上記着目画素Ｃに対して１つの画素Ｈ２をおいて後方側３画素Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の３画素期間の凹凸の最大値を検出して、その検出出力を上記遅延素子３７ｂを介して上記選択部３８に供給する。
【００５０】
また、上記選択部３８は、例えば図１０に示すように、第１及び第２の比較器１３１，１３２、インバータ１３３、セレクタ制御部１３４，セレクタ１３５により構成される。
【００５１】
この選択部３８における第１及び第２の比較器１３１，１３２は、上記遅延素子３７ａ，３７ｂを介して供給される上記最大値検出器３６による検出出力ａ，ｂをそれぞれ比較する手段である。この第１の比較器１３１は、ａ＞ｂで有ることを論理”１”で示す比較出力をセレクタ制御部１３４に供給する。また、第２の比較器１３２は、ａ＜ｂで有ることを論理”１”で示す比較出力を上記セレクタ制御部１３４に供給する。
【００５２】
さらに、上記セレクタ制御部１３４には、上記レベル差検出部３１から上記遅延素子３９を介して供給される符号が、画像の白領域から黒領域への立ち下がりエッジを論理”１”で示す信号として直接供給されるとともに、インバータ１３３を介して画像の黒領域から白領域への立ち上がりエッジを論理”１”で示す信号として供給されている。
【００５３】
なお、上記レベル差検出部３１により得られる符号は、隣接画素間のレベル差の極性を示すもので、正極性を論理”１”で示し、負極性を論理”０”で示すようになっている。これより、上記符号は、画像の黒領域から白領域への立ち上がりエッジでは負極性となり、これを論理”０”で示し、逆に、白領域から黒領域への立ち下がりエッジでは正極性となり、これを論理”１”で示すことになる。
【００５４】
また、上記セレクタ１３５は、上記セレクタ制御部１３４から論理”１”のセレクタ制御信号が供給されると、上記遅延素子３７ａの出力すなわち上記着目画素Ｃの前側における上記最大値検出器３６の検出出力ａを選択する。また、上記セレクタ制御部１３４から論理”０”のセレクタ制御信号が供給されると、上記セレクタ１３５は、上記遅延素子３７ｂの出力すなわち上記着目画素Ｃの前側における上記最大値検出器３６による検出出力ｂを選択する。
【００５５】
そして、上記セレクタ制御部１３４は、上記遅延素子３７ａ，３７ｂを介して供給される上記最大値検出器３６による各検出出力のどちらか一方を上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択するように、上記各比較出力と画像の白部分及び黒部分を示す信号に基づいて上記セレクタ１３５を制御するものであって、この例ではユーザにより選択されるモード制御信号で次の４種類のモードが指定されるようになっている。
【００５６】
すなわち、上記モード制御信号で第１のモードが指定されると、上記セレクタ制御部１３４は、上記第１の比較器１３１の比較出力をセレクタ制御信号として選択して、上記セレクタ１３５を制御する。このように上記第１の比較器１３１の比較出力をセレクタ制御信号とすることにより、上記遅延素子３７ａ，３７ｂを介して供給される上記最大値検出器３６による検出出力ａ，ｂの関係がａ＞ｂである場合には、上記セレクタ制御信号が論理”１”となるので、上記検出出力ａすなわち変化の大きな検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。また、各検出出力ａ，ｂの関係がａ＜ｂである場合には、上記セレクタ制御信号が論理”０”となるので、上記検出出力ｂすなわち変化の大きな検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。
【００５７】
従って、この第１のモードでは、着目画素Ｃの前側又は後側の各領域に対する検出出力の変化の大きい方が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されることになる。
【００５８】
また、上記モード制御信号で第２のモードが指定されると、上記セレクタ制御部１３４は、上記第２の比較器１３２の比較出力をセレクタ制御信号として選択して、上記セレクタ１３５を制御する。このように上記第２の比較器１３２の比較出力をセレクタ制御信号とすることにより、上記遅延素子３７ａ，３７ｂを介して供給される上記最大値検出器３６による検出出力ａ，ｂの関係がａ＜ｂである場合には、上記セレクタ制御信号が論理”１”となるので、上記検出出力ａすなわち変化の小さな検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。また、各検出出力ａ，ｂの関係がａ＞ｂである場合には、上記セレクタ制御信号が論理”０”となるので、上記検出出力ｂすなわち変化の小さな検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。
【００５９】
従って、この第２のモードでは、着目画素Ｃの前側又は後側の各領域に対する検出出力の変化の小さい方が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されることになる。
【００６０】
また、上記モード制御信号で第３のモードが指定されると、上記セレクタ制御部１３４は、上記インバータ１３３で反転された符号により画像の黒領域から白領域への立ち上がりエッジを論理”１”で示す信号を選択し、この信号により上記セレクタ１３５を制御する。このように、画像の黒領域から白領域への立ち上がりエッジを論理”１”で示す信号をセレクタ制御信号とすることにより、画像の黒領域から白領域への立ち上がりエッジでは、上記セレクタ制御信号が論理”１”となり、上記遅延素子３７ａを介して供給される上記最大値検出器３６による検出出力ａすなわち上記着目画素Ｃの前側の黒領域に対する検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。また、画像の白領域から黒領域への立ち下がりエッジでは、上記セレクタ制御信号が論理”０”となるので、上記遅延素子３７ｂを介して供給される上記最大値検出器３６による検出出力ｂすなわち上記着目画素Ｃの後側の黒領域に対する検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。
【００６１】
従って、この第３のモードでは、着目画素Ｃの前側又は後側にある黒領域に対する検出出力が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されることになる。
【００６２】
さらに、上記モード制御信号で第４のモードが指定されると、上記セレクタ制御部１３４は、上記遅延素子３９から直接供給される符号により画像の白領域から黒領域への立ち下がりエッジを論理”１”で示す信号を選択し、この信号により上記セレクタ１３５を制御する。このように、画像の白領域から黒領域への立ち下がりエッジを論理”１”で示す信号をセレクタ制御信号とすることにより、画像の白領域から黒領域への立ち下がりエッジでは、上記セレクタ制御信号が論理”１”となり、上記遅延素子３７ａを介して供給される上記最大値検出器３６による検出出力ａすなわち上記着目画素Ｃの前側の白領域に対する検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。また、画像の黒領域から白領域への立ち上がりエッジでは、上記セレクタ制御信号が論理”０”となるので、上記遅延素子３７ｂを介して供給される上記最大値検出器３６による検出出力ｂすなわち上記着目画素Ｃの後側の白領域に対する検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。
【００６３】
従って、この第４のモードでは、着目画素Ｃの前側又は後側にある白領域に対する検出出力が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されることになる。
【００６４】
このように、上記選択部３８は、上述の第１乃至第４のモードに応じて、上記遅延素子３７ａ，３７ｂを介して供給される上記最大値検出器３６による各検出出力のどちらか一方を上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択するものであり、そのモードで選択した検出出力が上記画像のエッジに位置する着目画素Ｃの前方側と後方側のどちらかの平坦部にある隣接画素間のものであれば、平坦部にある隣接画素間のレベル差は小さいので、選択した検出出力の値も小さくなる。
【００６５】
すなわち、上述の第１のモードでは、上記選択部３８により着目画素Ｃの前側又は後側の各領域に対する検出出力の変化の大きい方が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されるので、上記画像のエッジに位置する着目画素Ｃの前方側と後方側のどちらも平坦部である場合に、上記検出出力の値が小さくなる。また、第２のモードでは、上記選択部３８により着目画素Ｃの前側又は後側の各領域に対する検出出力の変化の小さい方が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されるので、上記画像のエッジに位置する着目画素Ｃの前方側と後方側のどちらか一方でも平坦部である場合に、上記検出出力の値が小さくなる。また、第３のモードでは、上記選択部３８により着目画素Ｃの前側又は後側にある黒領域に対する検出出力が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されるので、上記黒領域が平坦部である場合に、上記検出出力の値が小さくなる。さらに、第４のモードでは、上記選択部３８により着目画素Ｃの前側又は後側にある白領域に対する検出出力が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されるので、上記白領域が平坦部である場合に、上記検出出力の値が小さくなる。
【００６６】
そして、上記評価部３３は、割算器３３Ａからなり、上記遅延素子３４を介して供給される上記差分絶対値を上記選択部３８の検出出力の値で割算する。これにより、上記評価部３３からは、着目画素Ｃの近傍でのステップ幅と周辺の凹凸を相対的に評価したステップ検出出力が得られる。すなわち、上記遅延素子３４を介して供給される上記差分絶対値は、上記着目画素Ｃ近傍でのステップ幅すなわちエッジが大きくリンギング（オーバーシュート）が発生し易い状態になる程大きな値となり、上記評価部３３によるステップ検出出力として得られる係数ｋを大きくする。また、上記選択部３８の検出出力の値は、着目画素Ｃの周辺での凹凸が小さくリンギング（オーバーシュート）が目立ち易い状態になる程小さな値となり、上記評価部３３によるステップ検出出力として得られる係数ｋを大きくする。
【００６７】
ここで、このステップ検出部３において、周辺の評価領域を着目画素から前後に１画素おいた３画素としているのは、上記図９に示した入力列で着目画素Ｃに対して１画素もおかずに３画素Ｐ２，Ｐ３，Ｈ１を評価域とすると、Ｐ３〜Ｈ１の変化ｈ１も周辺の凹凸として評価されてしまうためである。
なお、上記ステップ検出部３では、３タップの最大値検出器３６を用いて、前後３画素の評価を行うようにしたが、上記最大値検出器３６のタップ数はステップ応答の長さに応じて変更するとよい。
【００６８】
また、上記レベル差検出部３１の差分検出器３１Ａによる検出出力の極性に応じて、エッジの前側と後側を切り換えることで、正エッジでも負エッジでも、常に黒側もしくは白側を評価の対象とすることができる。ガンマ補正処理の前でローパスフィルタを用いる場合には、黒側でリンギング（オーバーシュート）がより目立つので、黒側の平坦度を優先的に評価することが好ましい。すなわち、上述した第３のモードにすると良い。
【００６９】
また、上記ステップ検出部３では、上記評価部３３として割算器３３Ａを用いて相対評価を行うようにしたが、例えば図１１に示すように、上記割算器３３Ａに代えて引算器３３Ｂを用いるようにしても、略々同様な評価結果を得ることができる。また、上記引算器３３Ｂは、割算器３３Ａと比較して少ない素子数で構成することができ、また、演算速度も速くすることができる。
【００７０】
さらに、上記ステップ検出部３における上記平坦度検出部３２は、例えば図１２に示すように、それぞれ４タップの最大値検出器３６Ａ，３６Ｂにより上記画像のエッジに位置する着目画素の前方側と後方側の４画素対して評価するようになし、重み付け器４０Ａ，４０Ｂにより各タップの重み付けを変えることで評価値の遷移を緩やかにすることにより、フィルタが切り換わったことを目立たなくすることができる。
【００７１】
また、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタシステムは、例えば図１３に示すように構成される。この図１３に示した画像データ用のデジタルフィルタシステムは、カラー画像データを取り扱う色データ別の３系統のレートコンバートフィルタ８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂを構成したものである。
【００７２】
赤色デジタル画像データを取り扱うレートコンバートフィルタ８０Ｒは、赤色デジタル画像データが供給される第１のローパスフィルタ８１Ｒ、第２のローパスフィルタ８２Ｒ及びステップ検出部８３Ｒと、上記第１及び第２のローパスフィルタ８１Ｒ，８２Ｒの各フィルタ出力がそれぞれ遅延回路８４Ｒ，８５Ｒを介して供給される混合部８７Ｒと、上記ステップ検出部８３Ｒのステップ検出出力が供給される制御部８６Ｒと、この制御部８６Ｒの出力が供給される協調制御部８８Ｒとを備え、上記混合部８７Ｒの混合比が上記協調制御部８８Ｒにより制御されるようになっている。
【００７３】
また、緑色デジタル画像データを取り扱うレートコンバートフィルタ８０Ｇは、緑色デジタル画像データが供給される第１のローパスフィルタ８１Ｇ、第２のローパスフィルタ８２Ｇ及びステップ検出部８３Ｇと、上記第１及び第２のローパスフィルタ８１Ｇ，８２Ｇの各フィルタ出力がそれぞれ遅延回路８４Ｇ，８５Ｇを介して供給される混合部８７Ｇと、上記ステップ検出部８３Ｇのステップ検出出力が供給される制御部８６Ｇと、この制御部８６Ｇの出力が供給される協調制御部８８Ｇとを備え、上記混合部８７Ｇの混合比が上記協調制御部８８Ｇにより制御されるようになっている。
【００７４】
さらに、青色デジタル画像データを取り扱うレートコンバートフィルタ８０Ｂは、青色デジタル画像データが供給される第１のローパスフィルタ８１Ｂ、第２のローパスフィルタ８２Ｂ及びステップ検出部８３Ｂと、上記第１及び第２のローパスフィルタ８１Ｂ，８２Ｂの各フィルタ出力がそれぞれ遅延回路８４Ｂ，８５Ｂを介して供給される混合部８７Ｂと、上記ステップ検出部８３Ｂのステップ検出出力が供給される制御部８６Ｂと、この制御部８６Ｂの出力が供給される協調制御部８８Ｂとを備え、上記混合部８７Ｂの混合比が上記協調制御部８８Ｂにより制御されるようになっている。
【００７５】
上記第１のローパスフィルタ８１Ｒと第２のローパスフィルタ８１Ｒは例えば上述の図２の構成により、上記第１のローパスフィルタ８１Ｒは比較的に急峻な遮断特性を有する広帯域のローパスフィルタ特性を呈し、また、上記第２のローパスフィルタ８１Ｒは比較的に緩やかな遮断特性を有する狭帯域のローパスフィルタ特性を呈するようになっている。同様に、上記各第１のローパスフィルタ８１Ｇ，８１Ｂと第２のローパスフィルタ８２Ｇ，８２Ｂについても、上述の図２の構成により、上記第１のローパスフィルタ８１Ｇ，８１Ｂが比較的に急峻な遮断特性を有する広帯域のローパスフィルタ特性を呈し、また、上記第２のローパスフィルタ８２Ｇ，８２Ｂが比較的に緩やかな遮断特性を有する狭帯域のローパスフィルタ特性を呈するようになっている。
【００７６】
また、上記混合部８７Ｒは、例えば図５に示した構成により混合比を可変可能とした混合手段であって、上記第１及び第２のローパスフィルタ８１Ｒ，８２Ｒを介して供給される入力赤色デジタル画像データを混合して出力赤色デジタル画像データを生成する。同様に、上記混合部８７Ｇ，８７Ｂも、上記図５に示した構成により混合比を可変可能とした混合手段であって、それぞれ上記第１のローパスフィルタ８１Ｇ，８１Ｂ及び第２のローパスフィルタ８２Ｇ，８２Ｂを介して供給される入力色デジタル画像データを混合して出力色デジタル画像データを生成する。
【００７７】
また、上記各ステップ検出部８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂは、各入力色デジタル画像データのステップ状の変化を検出する手段であって、例えば上述の図１２に示した構成により着目画素でのステップ幅と周辺の凹凸を相対的に評価したステップ検出出力を得て、各ステップ検出出力を上記各制御部８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂに供給する。
【００７８】
また、上記各制御部８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂは、例えば上述の図７に示した構成により、それぞれ上記各ステップ検出部８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂによるステップ検出出力により示されるステップ状の変化の評価結果に応じて、入力デジタル画像データのステップ状の変化の前後で混合比を徐々に変化させる制御出力を得て、各制御値を上記各協調制御部８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂに供給する。
【００７９】
さらに、上記各協調制御部８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂは、協調結果の入出力機能を有し、各自の系統の制御部８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂにより得られた制御値と他系統の協調制御部により得られた協調値ＭＩＸINとから、各自の協調値ＭＩＸOUT を決定して他系統の協調制御部に供給するとともに、上記協調値ＭＩＸOUT を係数ｋとして上記各混合部８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂの各混合比を制御する。
【００８０】
ここで、青色デジタル画像データは緑色デジタル画像データや赤色デジタル画像データと比較してＳ／Ｎが悪いので、この実施例では、緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇにより得られた協調値を他の２つの協調制御部８８Ｒ，８８Ｂに供給し、赤色画像データ用の協調制御部８８Ｒにより得られた協調値を上記緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇのみに供給し、青色画像データ用の協調制御部８８Ｒにより得られた協調値は使用しないようしている。
【００８１】
なお、上記各協調制御部８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂは、それぞれ例えば図１４に示すように、比較部１８１、セレクタ制御部１８２及びセレクタ１８３，１８４により構成される。
【００８２】
上記各協調制御部８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂの比較部１８１は、各自の系統の制御部８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂにより得られた制御値と他系統の協調制御部により得られた協調値ＭＩＸINの大小比較を行い、その比較出力を上記セレクタ制御部１８２に供給する。そして、上記反転制御部１８２は、モード制御信号に応じて、上記セレクタ１８３，１８４を制御して、各自の系統の制御部８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂにより得られた制御値と他系統の協調制御部により得られた協調値ＭＩＸINを上記セレクタ１８３，１８４から選択的に出力させる。
【００８３】
上記各協調制御部８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂは、モード制御信号により４つの動作モードの設定が可能になっている。
【００８４】
第１のモードでは、緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇは、自系統の制御部８６Ｇにより得られた制御値を出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御し、他の各協調制御部８８Ｒ，Ｂは、他系統の協調制御部すなわち緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇにより得られた協調値ＭＩＸINを出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御する。これにより、第１のモードであるＧマスタモードでは、緑色画像データ用の制御部８６Ｇにより得られた制御値に従って全チャンネルでの混合比を制御する。
【００８５】
また、第２のモードでは、赤色画像データ用の協調制御部８８Ｒは、自系統の制御部８６Ｒにより得られた制御値を出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御し、他の各協調制御部８８Ｇ，Ｂは、他系統の協調制御部すなわち赤色画像データ用の協調制御部８８Ｒにより得られた協調値ＭＩＸINを出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御する。これにより、第２のモードであるＲマスタモードでは、赤色画像データ用の制御部８６Ｒにより得られた制御値に従って全チャンネルでの混合比を制御する。
【００８６】
また、第３のモードでは、緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇ及び赤色画像データ用の協調制御部８８Ｒは、それぞれ比較部１８１による比較結果に基づいて、各自の系統の制御部８６Ｇ，８６Ｒにより得られた制御値と他系統の協調制御部により得られた協調値ＭＩＸINの大きい方を出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御する。青色画像データ用の協調制御部８８Ｂは、他系統の協調制御部すなわち上記緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇにより得られた協調値ＭＩＸINを出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御する。これにより、第３のモードであるＭＡＸ（Ｇ，Ｒ）モードでは、各制御部８６Ｇ，８６Ｒにより得られた制御値で大きい方に従って全チャンネルで混合比を制御する。
【００８７】
さらに、第４のモードでは、緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇ及び赤色画像データ用の協調制御部８８Ｒは、それぞれ比較部１８１による比較結果に基づいて、各自の系統の制御部８６Ｇ，８６Ｒにより得られた制御値と他系統の協調制御部により得られた協調値ＭＩＸINの小さい方を出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御する。青色画像データ用の協調制御部８８Ｂは、他系統の協調制御部すなわち上記緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇにより得られた協調値ＭＩＸINを出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御する。これにより、第４のモードであるＭＩＮ（Ｇ，Ｒ）モードでは、各制御部８６Ｇ，８６Ｒにより得られた制御値で小さい方に従って全チャンネルでの混合比を制御する。
【００８８】
このように、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタシステムでは、色データ別に設けた３系統の第１のローパスフィルタ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ、第２のローパスフィルタ８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂ、混合部８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂ、ステップ検出部８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂ及び制御部８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂにより、カラー画像データに画像処理を施すにあたり、協調制御部８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂによって上記各ステップ検出部８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂによるステップ検出出力に応じて各混合部８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂの混合比を変化させる各制御部８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂの制御動作を３系統で協調させるので、カラー画像データに対して、リンギング（オーバーシュート）を効果的に抑制した画像処理を行うことができる。
【００８９】
また、このように本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタにより構成したレートコンバートフィルタ８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂは、例えば図１５に示すような構成のデジタル信号処理カメラにおけるアスペクト比変換用のレートコンバートフィルタとして用いられる。
【００９０】
この図１５に示したデジタル信号処理カメラは、被写体像のそれぞれアスペクト比が１６：９の三原色画像を撮像する三枚のＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂからなる撮像部１００を備え、上記各ＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂによる撮像出力として、上記各ＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｇ，１００ＢからｆS1（ｆS1＝１８ＭＨｚ）レートの転送クロックにより読み出された各色撮像信号Ｒ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）がそれぞれアナログ信号処理部１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂを介して、Ａ／Ｄ変換器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに供給され、上記各色撮像信号Ｒ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）が上記各Ａ／Ｄ変換器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０ＢによりｆS1レートの第１のサンプリングクロックでデジタル化されるようになっている。
【００９１】
ここで、上記撮像部１００は、空間画素ずらし法を採用しており、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１００Ｇに対して、画素の空間サンプリング周期τS の１／２だけ、赤色画像撮像用および青色画像撮像用の各ＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｂが水平方向にずらして配置されている。また、上記三枚のＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂは、それぞれ例えば５０万画素ＣＣＤイメージセンサであって、図示しないタイミングジェネレータが発生する駆動クロックによりｆS1（ｆS1＝１８ＭＨｚ）レートで駆動され、各色撮像信号Ｒ，Ｇ，ＢがそれぞれｆS1レートで読み出されるようになっている。上記ＣＣＤイメージセンサ１００Ｇにより被写体像を空間サンプリングして得られる緑色撮像信号Ｇ（ｆS1）の信号スペクトラムを図１６の（Ａ）に示し、また、上記ＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｂにより被写体像を空間サンプリングして得られる赤色撮像信号Ｒ（ｆS1）及び青色撮像信号Ｒ（ｆS1）の各信号スペクトラムを図１６の（Ｂ）に示してあるように、上記緑色撮像信号Ｇ（ｆS1）と赤色撮像信号Ｒ（ｆS1）及び青色撮像信号Ｒ（ｆS1）とは位相がπずれている。
【００９２】
また、上記各アナログ信号処理部１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂでは、上記各ＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂにより得られた各色撮像信号Ｒ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）について、相関二重サンプリング（CDS:Corelated Double Sampling)によるノイズ除去、ゲイン調整、黒バランス、白バランスやシェーディング補正などの各種レベル調整を含むアナログ信号処理を行う。
【００９３】
そして、上記各Ａ／Ｄ変換器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂは、上記各色撮像信号Ｒ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）のサンプリングレートに等しいｆS1レートで所定の位相を有する駆動クロックに同期したＡ／Ｄ変換処理を行うもので、上記ｆS1レートの各色撮像信号Ｒ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）をｆS1レートでデジタル化する。
【００９４】
また、このデジタル信号処理カメラは、上記Ａ／Ｄ変換器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂによりデジタル化された各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）が供給される欠陥補正処理部１３０を備え、この欠陥補正処理部１３０により上記各ＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの欠陥画素に対する欠陥補正処理が施された各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）が３系統のアスペクト比変換部１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂに供給されるようになっている。
【００９５】
上記３系統のアスペクト比変換部１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂは、それぞれ時間軸変換部１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂとサンプリングレート変換部１４２Ｒ，１４２Ｇ，１４２Ｂと出力選択スイッチ１４３Ｒ，１４３Ｇ，１４３Ｂからなる。
【００９６】
上記各時間軸変換部１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂは、それぞれＦＩＦＯメモリからなり、上記欠陥補正処理部１３０により欠陥補正処理が施された各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）を第１のサンプリングレートｆｓ1 のサンプリングクロックで各ＦＩＦＯメモリに書き込み、上記第１のクロック周波数ｆｓ1 の書込クロックを４つに１つ間引くことにより上記第２のサンプリングレートすなわち（３／４）ｆｓ1 レートにしたクロックを用いて上記ＦＩＦＯメモリから各色デジタル画像データを読み出すことにより、図１６の（Ｃ），（Ｄ）に示すような各信号スペクトラムを有する第２のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS2），Ｇ（ｆS2），Ｂ（ｆS2）を生成する。
【００９７】
上記サンプリングレート変換部１４２Ｒ，１４２Ｇ，１４２Ｂは、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルにより構成したものであって、上述の図１３に示した色データ別の３系統のレートコンバートフィルタ８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂからなる。
【００９８】
このサンプリングレート変換部１４２Ｒ，１４２Ｇ，１４２Ｂは、上記第２のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS2），Ｇ（ｆS2），Ｂ（ｆS2）に対して、図１６の（Ｅ）に示すようにｆｓ1 ／２にゼロ点を有するＭＴＦ特性の補間フィルタにより８倍オーバーサンプリングを行うことにより、図１６の（Ｆ），（Ｇ）に示すような各信号スペクトラムを有する第２のアスペクト比の各色撮像データＲ（６ｆS1），Ｇ（６ｆS1），Ｂ（６ｆS1）を生成し、然る後に、１／６にダウンサンプリングすることによって、第２のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）を生成する。
【００９９】
このとき、空間画素ずらし法に対応して、緑色デジタル画像データＧ（６ｆS1）と赤色デジタル画像データＲ（６ｆS1）及び青色デジタル画像データＢ（６ｆS1）を、πだけずれた位相で１／６にダウンサンプリングを行うことにより、図１６の（Ｈ），（Ｉ）に示すような各信号スペクトラムを有する第２のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）を生成する。
【０１００】
すなわち、上記サンプリングレート変換部１４２Ｒ，１４２Ｇ，１４２Ｂでは、上記各時間軸変換部１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂにより得られる第２のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS2），Ｇ（ｆS2），Ｂ（ｆS2）について、上記サンプリングレート変換部１４１Ｇ及びサンプリングレート変換部１４１Ｒ，１４１Ｂの時間領域での各サンプリングレート変換動作を図１７の（Ａ）及び（Ｂ）に示してあるように、●印で示す（３／４）ｆｓ1 レートの各入力サンプル列に対して８倍オーバーサンプリングを行うことにより×印で示す６ｆｓ1 レートの８倍オーバーサンプル列を生成し、この８倍オーバーサンプル列から６個おきにデータを取り出す１／６ダウンサンプリングによって○印で示すようなｆｓ1 レートの出力サンプル列を生成する。
【０１０１】
このように、上記３系統のサンプリングレート変換部１４２Ｒ，１４２Ｇ，１４２Ｂにおいて、空間画素ずらしの位相で１／６ダウンサンプリングを行うことにより、空間画素ずらし法を採用した撮像部１００により得られた３原色信号をそれぞれ第１のサンプリングレートｆS1でデジタル化した３原色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）について、アスペクト比変換を行う。そして、上記出力選択スイッチ１４３Ｒ，１４３Ｇ，１４３Ｂにより選択される第１のサンプリングレートｆS1で第１のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）又は第１のサンプリングレートｆS1で第２のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）が上記３系統のアスペクト比変換部１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂから出力されるようになっている。
【０１０２】
また、このデジタル信号処理カメラは、上記３系統のアスペクト比変換部１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂから第１のサンプリングレートｆS1で第１のアスペクト比又は第２のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）が供給されるデジタル信号処理部１５０を備える。
【０１０３】
上記デジタル信号処理部１５０は、遅延メモリ１５１、プリプロセッサ１５２及びエンコーダ１５３などからなる。
【０１０４】
上記遅延メモリ１５１は、２チャンネルの遅延メモリからなり、上記緑色デジタル画像データＧ（ｆS1）及び赤色デジタル画像データＲ（ｆS1）にそれぞれ０Ｈ，１Ｈ，２Ｈの遅延量を与えた各緑色デジタル画像データＧ0H，Ｇ1H，Ｇ2Hと各赤色デジタル画像データＲ0H，Ｒ1H，Ｒ2Hを上記プリプロセッサ１５２に供給する。なお、１Ｈは１水平走査期間に相当する時間である。
【０１０５】
また、上記プリプロセッサ１５２は、ｆS1レートのクロックをマスタクロックとして動作して、各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）に対して、画像強調処理、ペデスタル付加、ガンマ，ニーなどの非線形処理やリニアマトリクス処理を行い、さらに、上記撮像部１００における空間画素ずらし法に対応する周知の高解像度化の処理を行い、マトリクス演算処理によって上記各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）から高解像度モニタ用の各デジタル画像データＶＦ−Ｙ（ｆS1），ＤＴＬ−Ｏ（ｆS1），ＤＴＬ−Ｅ（ｆS1）を生成するとともに輝度データＹ（ｆS1）と２つの色差データＲ−Ｙ（ｆS1），Ｂ−ＹＣB （ｆS1）を生成して上記エンコーダ１５３に供給する。
【０１０６】
さらに、上記エンコーダ１５３は、各デジタル画像データＶＦ−Ｙ（ｆS1），ＤＴＬ−Ｏ（ｆS1），ＤＴＬ−Ｅ（ｆS1）から高解像度モニタ用のデジタル画像データＶＢＳ（２ｆS1）を生成するとともに、色差データＲ−Ｙ（ｆS1），Ｂ−ＹＣB （ｆS1）から色データＣ（ｆS1／２，ｆS1／２）を生成する。
【０１０７】
そして、上記プリプロセッサ１５２により生成された輝度データＹ（ｆS1）と２つの色差データＲ−Ｙ（ｆS1），Ｂ−Ｙ（ｆS1）は、Ｄ／Ａ変換部１６０によりアナログ化され、アナログコンポーネント信号Ｙ，Ｒ−Ｙ／Ｕ，Ｂ−Ｙ／Ｖとしてローパスフィルタ１７０を介して出力される。また、上記プリプロセッサ１５２により生成された輝度データＹ（ｆS1）と上記エンコーダ１５３により生成された色データＣ（ｆS1／２，ｆS1／２）は、レートコンバート１８０によりｆS2レートのデジタル画像データＹ（ｆS2）＋Ｃ（ｆS2／２，ｆS2／２）に変換されて、図示しないデジタルＶＴＲに供給される。さらに、上記エンコーダ１５３により生成されたデジタル画像データＶＢＳ（２ｆS1）は、ローパスフィルタ１９０を介して図示しない高解像度モニタに供給される。
【０１０８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタでは、比較的に急峻な遮断特性を有する広帯域の第１のローパスフィルタと緩やかな遮断特性を有する狭帯域の第２のローパスフィルタを介して供給される入力デジタル画像データを混合比の可変可能な混合手段により混合して出力デジタル画像データを生成するようになし、制御手段により、入力デジタル画像データのステップ状の変化を検出するステップ検出手段によるステップ検出出力に基づいて、入力デジタル画像データのステップ状の変化の近傍で上記混合手段の混合比を徐々に変化させる制御を行うことによって、ステップ近傍で境界が目立たぬようにフィルタ特性を切り換えることができ、上記入力デジタル画像データに対して、平坦帯域が広く、しかも、リンギングを効果的に抑制したローパスフィルタ特性による画像処理を施すことができる。従って、本発明によれば、平坦帯域が広く、しかも、リンギングを効果的に抑制した画像処理用のデジタルフィルタシステムを提供することができる。
【０１０９】
また、上記第１及び第２のローパスフィルタは、レジスタを共用したレジスタ前置型ＦＩＲフィルタによって、急峻な遮断特性を有する広帯域の第１のローパスフィルタ特性と緩やかな遮断特性を有する第２のローパスフィルタ特性を得ることができる。
【０１１０】
また、上記ステップ検出手段は、入力デジタル画像データの着目画素におけるレベルの差分を検出するレベル差検出手段の検出出力と、上記着目画素の近傍の画素の平坦度を検出する平坦度検出手段の検出出力の差を差検出手段により検出して、ステップ検出出力とすることにより、リンギングの目立ち易い入力ステップパターンのみを検出するようにすることができる。これにより、本発明に係る画像処理用のデジタルフィルタシステムでは、縞模様の絵柄の画像などリンギングの目立ち難い入力デジタル画像データに対してＭＴＦを低下させることがなくなる。
【０１１１】
また、本発明に係る画像処理用のデジタルフィルタシステムは、上記ステップ検出手段は、入力デジタル画像データの着目画素におけるレベルの差分を検出するレベル差検出手段の検出出力と、上記着目画素の近傍の画素の平坦度を検出する平坦度検出手段の検出出力の比を比検出手段により検出して、ステップ検出出力とすることにより、リンギングの目立ち易い入力ステップパターンのみを検出するようにすることができる。これにより、本発明に係る画像処理用のデジタルフィルタシステムでは、縞模様の絵柄の画像などリンギングの目立ち難い入力デジタル画像データに対してＭＴＦを低下させることがなくなる。
【０１１２】
また、本発明に係る画像処理用のデジタルフィルタシステムでは、色データ別に設けた３系統の第１のローパスフィルタ、第２のローパスフィルタ、混合手段、ステップ検出手段及び制御手段により、デジタル画像データに画像処理を施す。そして、協調制御手段は、各ステップ検出手段によるステップ検出出力に応じて各混合手段の混合比を変化させる各制御手段の制御動作を３系統で協調させるので、カラー画像データに対して、リンギングを効果的に抑制した画像処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタの構成例を示すブロック図である。
【図２】第１及び第２のロー上記デジタルフィルタを構成しているパスフィルタの具体的な構成例を示すブロック図である。
【図３】上記第１のローパスフィルタが呈するローパスフィルタ特性の１例を示す特性図である。
【図４】上記第２のローパスフィルタが呈するローパスフィルタ特性の１例を示す特性図である。
【図５】上記デジタルフィルタを構成している混合部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図６】上記デジタルフィルタを構成しているステップ検出部及び制御部の動作例を示すタイミングチャートである。
【図７】上記制御部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図８】上記ステップ検出部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図９】上記ステップ検出部を構成している最大値検出器の動作例を示す図である。
【図１０】上記ステップ検出部を構成している選択部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図１１】上記ステップ検出部の他の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図１２】上記ステップ検出部のさらに他の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図１３】本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタにより構成したカラー画像処理用のレートコンバートフィルタの構成例を示すブロック図である。
【図１４】上記レートコンバートフィルタにおける協調制御部の構成例を示すブロック図である。
【図１５】上記レートコンバートフィルタを用いたアスペクト比変換部を備えるデジタル処理カメラの構成を示すブロック図である。
【図１６】上記デジタル処理カメラにおけるアスペクト比変換部の周波数領域での動作を信号スペクトラムにより模式的に示す図である。
【図１７】上記デジタル処理カメラにおけるアスペクト比変換部の時間領域での動作をデータ列により模式的に示す図である。
【符号の説明】
１，８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ 第１のローパスフィルタ
２，８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂ 第２のローパスフィルタ
３，８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂ ステップ検出部
６，８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂ 混合部
７，８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂ 制御部
７Ａ イクスパンダ
７Ｂ ローパスフィルタ
１１ａ〜１１ｊ レジスタ
１２ａ〜１２ｊ，２２ａ〜２２ｄ 乗算器
１３，２３ 加算器
８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂ レートコンバートフィルタ
８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂ 協調制御部
【産業上の利用分野】
本発明は、画像データ用のデジタルフィルタ及びデジタルフィルタシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像処理用のデジタル信号処理系では、フィルタ処理、特にローパスフィルタによる処理が頻繁に行われている。
【０００３】
例えばサンプリングレート変換では、入力デジタル画像データを入力レートと出力レートとの最小公倍数のサンプリング周波数にアップレート変換し、ローパスフィルタにより帯域制限してから、ダウンサンプリングすることにより、所望のサンプリング周波数の出力データが生成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デジタル画像データにローパスフィルタによる信号処理を施す従来のデジタルフィルタでは、平坦な帯域を広くとろうとするとリンギング（オーバーシュート）が増加し、リンギング（オーバーシュート）を改善すると帯域が狭くなってしまうという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述の如き従来のデジタルフィルタにおける実情に鑑み、平坦帯域が広く、しかも、リンギング（オーバーシュート）を効果的に抑制した画像データ用のデジタルフィルタを提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、デジタル画像データに対して、リンギング（オーバーシュート）を効果的に抑制した画像処理を行うことができる画像データ用のデジタルフィルタを提供することにある。
【０００７】
さらに、本発明の他の目的は、平坦帯域が広く、しかも、リンギング（オーバーシュート）を効果的に抑制した色画像データ処理用のデジタルフィルタシステムを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、各色デジタル画像データに対して、リンギング（オーバーシュート）を効果的に抑制した画像処理を行うことができる色画像データ処理用のデジタルフィルタシステムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明は、比較的に急峻な遮断特性を有し、入力デジタル画像データをフィルタリングする第１のローパスフィルタと、比較的に緩やかな遮断特性を有し、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内での上記入力デジタル画像データの値の変化度と、所定範囲外での上記入力デジタル画像データの値の平坦度に応じて、上記ステップ検出出力を得ることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、比較的に急峻な遮断特性を有し、入力デジタル画像データをフィルタリングする第１のローパスフィルタと、比較的に緩やかな遮断特性を有し、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内の画素での上記入力デジタル画像データの値の差分を検出するレベル差検出手段と、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲外の画素での上記入力デジタル画像データの値の平坦度を検出する平坦度検出手段と、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の出力に応じて、上記ステップ検出出力を得るステップ検出出力決定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的広帯域な第１のローパスフィルタと、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的狭帯域の第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内での上記入力デジタル画像データの値の変化度と、所定範囲外での上記入力デジタル画像データの値の平坦度に応じて、上記ステップ検出出力を得ることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的広帯域な第１のローパスフィルタと、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的狭帯域の第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内の画素での上記入力デジタル画像データの値の差分を検出するレベル差検出手段と、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲外の画素での上記入力デジタル画像データの値の平坦度を検出する平坦度検出手段と、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の出力に応じて、上記ステップ検出出力を得るステップ検出出力決定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタシステムは、 各色の入力デジタル画像データ毎にデジタルフィルタを有し、各デジタルフィルタは、比較的に急峻な遮断特性を有し、入力デジタル画像データをフィルタリングする第１のローパスフィルタと、比較的に緩やかな遮断特性を有し、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内での上記入力デジタル画像データの値の変化度と、所定範囲外での上記入力デジタル画像データの値の平坦度に応じて、上記ステップ検出出力を得ることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタシステムは、各色の入力デジタル画像データ毎にデジタルフィルタを有し、各デジタルフィルタは、比較的に急峻な遮断特性を有し、入力デジタル画像データをフィルタリングする第１のローパスフィルタと、比較的に緩やかな遮断特性を有し、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えてなり、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内の画素での上記入力デジタル画像データの値の差分を検出するレベル差検出手段と、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲外の画素での上記入力デジタル画像データの値の平坦度を検出する平坦度検出手段と、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の出力に応じて、上記ステップ検出出力を得るステップ検出出力決定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタシステムは、各色の入力デジタル画像データ毎にデジタルフィルタを有し、各デジタルフィルタは、入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的広帯域な第１のローパスフィルタと、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的狭帯域の第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えてなり、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内での上記入力デジタル画像データの値の変化度と、所定範囲外での上記入力デジタル画像データの値の平坦度に応じて、上記ステップ検出出力を得ることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタシステムは、各色の入力デジタル画像データ毎にデジタルフィルタを有し、各デジタルフィルタは、入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的広帯域な第１のローパスフィルタと、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的狭帯域の第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内の画素での上記入力デジタル画像データの値の差分を検出するレベル差検出手段と、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲外の画素での上記入力デジタル画像データの値の平坦度を検出する平坦度検出手段と、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の出力に応じて、上記ステップ検出出力を得るステップ検出出力決定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、上記第１及び第２のローパスフィルタは、互いにレジスタを共用するレジスタ前置型ＦＩＲフィルタによって入力デジタル画像データをフィルタリングする。
【００１８】
また、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内での上記入力デジタル画像データの値の変化度と、所定範囲外での上記入力デジタル画像データの値の平坦度に応じて、上記ステップ検出出力を得る。
【００１９】
また、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内の画素での上記入力デジタル画像データの値の差分をレベル差検出手段により検出するとともに、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲外の画素での上記入力デジタル画像データの値の平坦度を平坦度検出手段により検出し、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の出力に応じたステップ検出出力をステップ検出出力決定手段により得る。
【００２０】
また、上記ステップ検出出力決定手段は、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の各検出出力の差を上記ステップ検出出力として出力する。
【００２１】
上記ステップ検出出力決定手段は、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の各検出出力の比を上記ステップ検出出力として出力する。
【００２２】
さらに、上記平坦度検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の上記所定範囲の前及び後の画素の入力デジタル画像データの内、輝度レベルの高い側の入力デジタル画像データの値に基づいて、上記入力デジタル画像データの平坦度を検出する。
【００２３】
本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタシステムでは、協調制御手段により、各色の入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データに基づいて、第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比が協調するように上記各色の入力デジタル画像データに対応する混合手段をそれぞれ制御する。
【００２４】
上記協調制御手段は、例えば緑色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データに基づいて、各色の入力デジタル画像データに対応する混合手段をそれぞれ制御する。
【００２５】
また、上記協調制御手段は、例えば緑色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データと、赤色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データとの内、値の大きい方の制御データに基づいて、各色の入力デジタル画像データに対応する混合手段をそれぞれ制御する。
【００２６】
また、上記協調制御手段は、例えば緑色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データと、赤色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データとの内、値の小さい方の制御データに基づいて、各色の入力デジタル画像データに対応する混合手段をそれぞれ制御する。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタ及びデジタルフィルタシステムの一実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタは、例えば図１に示すように、入力デジタル画像データが供給される第１のローパスフィルタ１、第２のローパスフィルタ２及びステップ検出部３と、上記第１及び第２のローパスフィルタ１，２の各フィルタ出力がそれぞれ遅延回路４，５を介して供給される混合部６と、上記ステップ検出部３のステップ検出出力が供給される制御部７を備え、上記混合部６の混合比が上記制御部７によって制御されるようになっている。
【００２９】
上記第１のローパスフィルタ１は、急峻な遮断特性を有する広帯域のローパスフィルタであって、例えばタップ数が比較的に多いＦＩＲフィルタにより構成される。また、上記第２のローパスフィルタ２は、緩やかな遮断特性を有する狭帯域のローパスフィルタであり、例えばタップ数が比較的に少ないＦＩＲフィルタにより構成される。
【００３０】
具体的には、例えば図２に示すように、上記第１及び第２のローパスフィルタ１，２は、４段のレジスタ１１ｃ〜１１ｆを共用したレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなる。
【００３１】
すなわち、上記第１のローパスフィルタ１は、縦続接続された１０段のレジスタ１１ａ〜１１ｊと、上記レジスタ１１ａ〜１１ｊによる各遅延出力にフィルタ係数COEFＡ〜COEFＪをそれぞれ乗算する１０個の乗算器１２ａ〜１２ｊと、上記乗算器１２ａ〜１２ｊによる各乗算出力を加算する加算器１３により構成した１０タップのレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなる。この１０タップのレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなる第１のローパスフィルタ１は、例えば図３に示すようなステップ応答特性として比較的に急峻な遮断特性を有する広帯域のローパスフィルタ特性のものが用いられている。
【００３２】
また、上記第２のローパスフィルタ２は、縦続接続された４段のレジスタ１１ｃ〜１１ｆと、上記レジスタ１１ｃ〜１１ｆによる各遅延出力にフィルタ係数COEFａ〜COEFｄを乗算する４個の乗算器２２ａ〜２２ｄと、上記乗算器２２ａ〜２２ｄによる各乗算出力を加算する加算器２３により構成した４タップのレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなる。この４タップのレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなる第２のローパスフィルタ１は、図４に示すようなステップ応答特性としてリンギング（オーバーシュート）の少ない比較的に緩やかな遮断特性を有する狭帯域のローパスフィルタ特性のものが用いられている。
【００３３】
そして、上記第１及び第２のローパスフィルタ１，２の各フィルタ出力は、それぞれ上記遅延回路４，５により群遅延特性が補償されるとともに、上記ステップ検出部３及び制御部７に対するタイミング調整がなされて上記混合部６に供給される。
【００３４】
また、上記混合部６は、上記第１及び第２のローパスフィルタ１，２を介して供給される入力デジタル画像データを混合して出力デジタル画像データを生成する混合比の可変可能な混合手段であって、例えば図５に示すように構成される。
【００３５】
この図５に示した混合部６は、上記第１及び第２のローパスフィルタ１，２を介してそれぞれ供給される入力デジタル画像データIN１，IN２を減算する減算器６１と、この減算器６１による減算出力に係数ｋを乗算する乗算器６２と、上記第１のローパスフィルタ１を介して供給される入力デジタル画像データIN１に上記乗算器６２の出力を加算する加算器６３とからなる。この混合部６は、上記制御部４から上記乗算器６２に与えられる上記係数ｋによって可変制御される混合比で、上記第１及び第２のローパスフィルタ１，２を介して供給される入力デジタル画像データIN１，IN２を混合して出力デジタル画像データOUTPUT ＝（１−ｋ）IN１＋ｋIN２を生成する。
【００３６】
また、上記ステップ検出部３は、入力デジタル画像データのステップ状の変化を検出するもので、例えば図６の（Ａ）に示すような入力デジタル画像データのステップ状の変化に対して、図６の（Ｂ）に示すようなステップ検出出力を得て、このステップ検出出力を上記制御部７に供給する。
【００３７】
また、上記制御部７は、上記ステップ検出部３によるステップ検出出力に基づいて、入力デジタル画像データのステップ状の変化の前後で上記混合部段の混合比を徐々に変化させる制御を行うもので、例えば図７に示すようにイクスパンダ７Ａとローパスフィルタ７Ｂとからなる。
【００３８】
上記イクスパンダ７Ａは、縦続接続された９段のレジスタ７１ａ〜７１ｉと、上記レジスタ７１ａ〜７１ｉによる各遅延出力が供給される最大値検出回路７２とからなる。このイクスパンダ７Ａは、上記ステップ検出部３によるステップ検出出力を上記レジスタ７１ａ〜７１ｉにより順次遅延させた各遅延出力の最大値を上記最大値検出回路７２で検出することにより、上記図６の（Ｂ）に示すようなステップ検出出力を上記第１のローパスフィルタ１のパルス応答の幅に広げる。これにより、上記入力デジタル画像データのステップ状の変化の前後に亘って最大値を保持した図６の（Ｃ）に示すようなイクスパンダ出力が生成される。
【００３９】
また、上記ローパスフィルタ７Ｂは、縦続接続された４段のレジスタ７３ａ〜７３ｄと、上記レジスタ７３ａ〜７３ｄによる各遅延出力を加算する加算器７４と、上記加算器７４による加算出力の値を１／４に減衰させる減衰器７５により構成した４タップのレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなる。このローパスフィルタ７Ｂは、上記イクスパンダ７Ａのイクスパンダ出力に対して、ローパスフィルタ特性を与えることにより、立ち上がり傾斜及び立ち下がり傾斜を緩やかにした図６の（Ｄ）に示すようなフィルタ出力を生成する。
【００４０】
そして、このような構成の制御部７は、上記フィルタ出力を上記係数ｋとして上記混合部６の乗算器６２に与えることによって、上記ステップ検出部３によるステップ検出出力に基づいて、入力デジタル画像データのステップ状の変化の前後（近傍）で上記混合部６の混合比を徐々に変化させる制御を行う。
【００４１】
このように、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタでは、比較的に急峻な遮断特性を有する広帯域の第１のローパスフィルタ１と比較的に緩やかな遮断特性を有する狭帯域の第２のローパスフィルタ２を介して供給される入力デジタル画像データを混合比の可変可能な混合部６により混合して出力デジタル画像データを生成するようになし、制御部７により、入力デジタル画像データのステップ状の変化を検出するステップ検出部３によるステップ検出出力に基づいて、入力デジタル画像データのステップ状の変化の前後で上記混合部６の混合比を徐々に変化させる制御を行うことによって、ステップ状変化の近傍で境界が目立たぬようにフィルタ特性を切り換えることができる。これにより、上記入力デジタル画像データに対して、平坦帯域が広く、しかも、リンギング（オーバーシュート）を効果的に抑制したローパスフィルタ特性による画像処理を施すことができる。
【００４２】
なお、上述の実施例では、上記混合部６の混合比を徐々に変化させるようにしたが、本発明はこれに限られるものでなく、上記混合部６をセレクタなどによって構成し、第１のローパスフィルタ１からの入力デジタル画像データと第２のローパスフィルタ２からの入力デジタル画像データとの一方を選択的に出力するようにしても良い。すなわち、混合比を１：０から０：１に一瞬で変えても良い。
【００４３】
ここで、上記ステップ検出部３では、原理的に入力デジタル画像データの各画素のレベル差によりステップ状の変化を検出することができるのであるが、リンギング（オーバーシュート）の目立ち易い入力ステップパターンのみを検出するようにすれば、上記デジタルフィルタシステムにおいて、縞模様の絵柄の画像などリンギング（オーバーシュート）の目立ち難い入力デジタル画像データに対してＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を低下させることがなくなる。
【００４４】
このようなステップ検出部３は、例えば図８に示すような構成により実現される。
【００４５】
この図８に示したステップ検出部３は、入力デジタル画像データＸが供給されるレベル差検出部３１と、このレベル差検出部３１の検出出力が供給される平坦度検出部３２と、上記レベル差検出部３１及び平坦度検出部３２の各検出出力が供給される評価部３３とからなる。
【００４６】
上記レベル差検出部３１は、上記入力デジタル画像データＸについて隣接画素（隣り合う２つの画素）間のレベル差を検出する差分検出器３１Ａと、この差分検出器３１Ａの差分検出出力の絶対値を検出する絶対値検出器３１Ｂとからなる。このレベル差検出部３１は、上記入力デジタル画像データＸについて隣接画素間のレベル差を検出し、その極性を示す符号及びレベル差の絶対値（以下、差分絶対値という）を上記平坦度検出部３２に供給するとともに、上記差分絶対値を遅延素子３４を介して上記評価部３３に供給するようになっている。
【００４７】
また、上記平坦度検出部３２は、上記レベル差検出部３１により得られた隣接画素間の差分絶対値が直接及び遅延素子３５ａ，３５ｂを介して供給される最大値検出器３６と、この最大値検出器３６による検出出力が遅延素子３７ａ，３７ｂを介して供給される選択部３８を備えてなる。上記選択部３８には、上記レベル差検出部３１により得られた隣接画素間のレベル差の極性を示す符号が遅延素子３９を介して供給されている。
【００４８】
ここで、この平坦度検出部３２における各遅延素子３５ａ，３５ｂ，３７ａ，３７ｂ，３９の遅延量は、例えば次のように設定されている。すなわち、上記遅延素子３５ａ，３５ｂの遅延量はそれぞれ１画素間隔に相当する遅延量Ｚ-1であある。また、上記遅延素子３７ａの遅延量Ｚ-kは７画素間隔に相当する遅延量Ｚ-7である。また、上記遅延素子３７ｂの遅延量Ｚ-lは１画素間隔に相当する遅延量Ｚ-1である。さらに、上記遅延素子３９の遅延量Ｚ-mは４画素間隔に相当する遅延量Ｚ-4である。
【００４９】
上記最大値検出器３６は、隣接３画素の差分絶対値の凹凸の最大値を検出する。この最大値検出器３６は、例えば図９に示すように、画像のエッジに位置する着目画素Ｃに対して１つの画素Ｈ１をおいて前方側３画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の３画素期間の差分絶対値の凹凸の最大値を検出して、その検出出力を上記遅延素子３７ａを介して上記選択部３８に供給するとともに、上記着目画素Ｃに対して１つの画素Ｈ２をおいて後方側３画素Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の３画素期間の凹凸の最大値を検出して、その検出出力を上記遅延素子３７ｂを介して上記選択部３８に供給する。
【００５０】
また、上記選択部３８は、例えば図１０に示すように、第１及び第２の比較器１３１，１３２、インバータ１３３、セレクタ制御部１３４，セレクタ１３５により構成される。
【００５１】
この選択部３８における第１及び第２の比較器１３１，１３２は、上記遅延素子３７ａ，３７ｂを介して供給される上記最大値検出器３６による検出出力ａ，ｂをそれぞれ比較する手段である。この第１の比較器１３１は、ａ＞ｂで有ることを論理”１”で示す比較出力をセレクタ制御部１３４に供給する。また、第２の比較器１３２は、ａ＜ｂで有ることを論理”１”で示す比較出力を上記セレクタ制御部１３４に供給する。
【００５２】
さらに、上記セレクタ制御部１３４には、上記レベル差検出部３１から上記遅延素子３９を介して供給される符号が、画像の白領域から黒領域への立ち下がりエッジを論理”１”で示す信号として直接供給されるとともに、インバータ１３３を介して画像の黒領域から白領域への立ち上がりエッジを論理”１”で示す信号として供給されている。
【００５３】
なお、上記レベル差検出部３１により得られる符号は、隣接画素間のレベル差の極性を示すもので、正極性を論理”１”で示し、負極性を論理”０”で示すようになっている。これより、上記符号は、画像の黒領域から白領域への立ち上がりエッジでは負極性となり、これを論理”０”で示し、逆に、白領域から黒領域への立ち下がりエッジでは正極性となり、これを論理”１”で示すことになる。
【００５４】
また、上記セレクタ１３５は、上記セレクタ制御部１３４から論理”１”のセレクタ制御信号が供給されると、上記遅延素子３７ａの出力すなわち上記着目画素Ｃの前側における上記最大値検出器３６の検出出力ａを選択する。また、上記セレクタ制御部１３４から論理”０”のセレクタ制御信号が供給されると、上記セレクタ１３５は、上記遅延素子３７ｂの出力すなわち上記着目画素Ｃの前側における上記最大値検出器３６による検出出力ｂを選択する。
【００５５】
そして、上記セレクタ制御部１３４は、上記遅延素子３７ａ，３７ｂを介して供給される上記最大値検出器３６による各検出出力のどちらか一方を上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択するように、上記各比較出力と画像の白部分及び黒部分を示す信号に基づいて上記セレクタ１３５を制御するものであって、この例ではユーザにより選択されるモード制御信号で次の４種類のモードが指定されるようになっている。
【００５６】
すなわち、上記モード制御信号で第１のモードが指定されると、上記セレクタ制御部１３４は、上記第１の比較器１３１の比較出力をセレクタ制御信号として選択して、上記セレクタ１３５を制御する。このように上記第１の比較器１３１の比較出力をセレクタ制御信号とすることにより、上記遅延素子３７ａ，３７ｂを介して供給される上記最大値検出器３６による検出出力ａ，ｂの関係がａ＞ｂである場合には、上記セレクタ制御信号が論理”１”となるので、上記検出出力ａすなわち変化の大きな検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。また、各検出出力ａ，ｂの関係がａ＜ｂである場合には、上記セレクタ制御信号が論理”０”となるので、上記検出出力ｂすなわち変化の大きな検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。
【００５７】
従って、この第１のモードでは、着目画素Ｃの前側又は後側の各領域に対する検出出力の変化の大きい方が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されることになる。
【００５８】
また、上記モード制御信号で第２のモードが指定されると、上記セレクタ制御部１３４は、上記第２の比較器１３２の比較出力をセレクタ制御信号として選択して、上記セレクタ１３５を制御する。このように上記第２の比較器１３２の比較出力をセレクタ制御信号とすることにより、上記遅延素子３７ａ，３７ｂを介して供給される上記最大値検出器３６による検出出力ａ，ｂの関係がａ＜ｂである場合には、上記セレクタ制御信号が論理”１”となるので、上記検出出力ａすなわち変化の小さな検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。また、各検出出力ａ，ｂの関係がａ＞ｂである場合には、上記セレクタ制御信号が論理”０”となるので、上記検出出力ｂすなわち変化の小さな検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。
【００５９】
従って、この第２のモードでは、着目画素Ｃの前側又は後側の各領域に対する検出出力の変化の小さい方が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されることになる。
【００６０】
また、上記モード制御信号で第３のモードが指定されると、上記セレクタ制御部１３４は、上記インバータ１３３で反転された符号により画像の黒領域から白領域への立ち上がりエッジを論理”１”で示す信号を選択し、この信号により上記セレクタ１３５を制御する。このように、画像の黒領域から白領域への立ち上がりエッジを論理”１”で示す信号をセレクタ制御信号とすることにより、画像の黒領域から白領域への立ち上がりエッジでは、上記セレクタ制御信号が論理”１”となり、上記遅延素子３７ａを介して供給される上記最大値検出器３６による検出出力ａすなわち上記着目画素Ｃの前側の黒領域に対する検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。また、画像の白領域から黒領域への立ち下がりエッジでは、上記セレクタ制御信号が論理”０”となるので、上記遅延素子３７ｂを介して供給される上記最大値検出器３６による検出出力ｂすなわち上記着目画素Ｃの後側の黒領域に対する検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。
【００６１】
従って、この第３のモードでは、着目画素Ｃの前側又は後側にある黒領域に対する検出出力が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されることになる。
【００６２】
さらに、上記モード制御信号で第４のモードが指定されると、上記セレクタ制御部１３４は、上記遅延素子３９から直接供給される符号により画像の白領域から黒領域への立ち下がりエッジを論理”１”で示す信号を選択し、この信号により上記セレクタ１３５を制御する。このように、画像の白領域から黒領域への立ち下がりエッジを論理”１”で示す信号をセレクタ制御信号とすることにより、画像の白領域から黒領域への立ち下がりエッジでは、上記セレクタ制御信号が論理”１”となり、上記遅延素子３７ａを介して供給される上記最大値検出器３６による検出出力ａすなわち上記着目画素Ｃの前側の白領域に対する検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。また、画像の黒領域から白領域への立ち上がりエッジでは、上記セレクタ制御信号が論理”０”となるので、上記遅延素子３７ｂを介して供給される上記最大値検出器３６による検出出力ｂすなわち上記着目画素Ｃの後側の白領域に対する検出出力が上記セレクタ１３５により選択される。
【００６３】
従って、この第４のモードでは、着目画素Ｃの前側又は後側にある白領域に対する検出出力が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されることになる。
【００６４】
このように、上記選択部３８は、上述の第１乃至第４のモードに応じて、上記遅延素子３７ａ，３７ｂを介して供給される上記最大値検出器３６による各検出出力のどちらか一方を上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択するものであり、そのモードで選択した検出出力が上記画像のエッジに位置する着目画素Ｃの前方側と後方側のどちらかの平坦部にある隣接画素間のものであれば、平坦部にある隣接画素間のレベル差は小さいので、選択した検出出力の値も小さくなる。
【００６５】
すなわち、上述の第１のモードでは、上記選択部３８により着目画素Ｃの前側又は後側の各領域に対する検出出力の変化の大きい方が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されるので、上記画像のエッジに位置する着目画素Ｃの前方側と後方側のどちらも平坦部である場合に、上記検出出力の値が小さくなる。また、第２のモードでは、上記選択部３８により着目画素Ｃの前側又は後側の各領域に対する検出出力の変化の小さい方が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されるので、上記画像のエッジに位置する着目画素Ｃの前方側と後方側のどちらか一方でも平坦部である場合に、上記検出出力の値が小さくなる。また、第３のモードでは、上記選択部３８により着目画素Ｃの前側又は後側にある黒領域に対する検出出力が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されるので、上記黒領域が平坦部である場合に、上記検出出力の値が小さくなる。さらに、第４のモードでは、上記選択部３８により着目画素Ｃの前側又は後側にある白領域に対する検出出力が上記着目画素Ｃの近傍の平坦度を示す情報として選択されるので、上記白領域が平坦部である場合に、上記検出出力の値が小さくなる。
【００６６】
そして、上記評価部３３は、割算器３３Ａからなり、上記遅延素子３４を介して供給される上記差分絶対値を上記選択部３８の検出出力の値で割算する。これにより、上記評価部３３からは、着目画素Ｃの近傍でのステップ幅と周辺の凹凸を相対的に評価したステップ検出出力が得られる。すなわち、上記遅延素子３４を介して供給される上記差分絶対値は、上記着目画素Ｃ近傍でのステップ幅すなわちエッジが大きくリンギング（オーバーシュート）が発生し易い状態になる程大きな値となり、上記評価部３３によるステップ検出出力として得られる係数ｋを大きくする。また、上記選択部３８の検出出力の値は、着目画素Ｃの周辺での凹凸が小さくリンギング（オーバーシュート）が目立ち易い状態になる程小さな値となり、上記評価部３３によるステップ検出出力として得られる係数ｋを大きくする。
【００６７】
ここで、このステップ検出部３において、周辺の評価領域を着目画素から前後に１画素おいた３画素としているのは、上記図９に示した入力列で着目画素Ｃに対して１画素もおかずに３画素Ｐ２，Ｐ３，Ｈ１を評価域とすると、Ｐ３〜Ｈ１の変化ｈ１も周辺の凹凸として評価されてしまうためである。
なお、上記ステップ検出部３では、３タップの最大値検出器３６を用いて、前後３画素の評価を行うようにしたが、上記最大値検出器３６のタップ数はステップ応答の長さに応じて変更するとよい。
【００６８】
また、上記レベル差検出部３１の差分検出器３１Ａによる検出出力の極性に応じて、エッジの前側と後側を切り換えることで、正エッジでも負エッジでも、常に黒側もしくは白側を評価の対象とすることができる。ガンマ補正処理の前でローパスフィルタを用いる場合には、黒側でリンギング（オーバーシュート）がより目立つので、黒側の平坦度を優先的に評価することが好ましい。すなわち、上述した第３のモードにすると良い。
【００６９】
また、上記ステップ検出部３では、上記評価部３３として割算器３３Ａを用いて相対評価を行うようにしたが、例えば図１１に示すように、上記割算器３３Ａに代えて引算器３３Ｂを用いるようにしても、略々同様な評価結果を得ることができる。また、上記引算器３３Ｂは、割算器３３Ａと比較して少ない素子数で構成することができ、また、演算速度も速くすることができる。
【００７０】
さらに、上記ステップ検出部３における上記平坦度検出部３２は、例えば図１２に示すように、それぞれ４タップの最大値検出器３６Ａ，３６Ｂにより上記画像のエッジに位置する着目画素の前方側と後方側の４画素対して評価するようになし、重み付け器４０Ａ，４０Ｂにより各タップの重み付けを変えることで評価値の遷移を緩やかにすることにより、フィルタが切り換わったことを目立たなくすることができる。
【００７１】
また、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタシステムは、例えば図１３に示すように構成される。この図１３に示した画像データ用のデジタルフィルタシステムは、カラー画像データを取り扱う色データ別の３系統のレートコンバートフィルタ８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂを構成したものである。
【００７２】
赤色デジタル画像データを取り扱うレートコンバートフィルタ８０Ｒは、赤色デジタル画像データが供給される第１のローパスフィルタ８１Ｒ、第２のローパスフィルタ８２Ｒ及びステップ検出部８３Ｒと、上記第１及び第２のローパスフィルタ８１Ｒ，８２Ｒの各フィルタ出力がそれぞれ遅延回路８４Ｒ，８５Ｒを介して供給される混合部８７Ｒと、上記ステップ検出部８３Ｒのステップ検出出力が供給される制御部８６Ｒと、この制御部８６Ｒの出力が供給される協調制御部８８Ｒとを備え、上記混合部８７Ｒの混合比が上記協調制御部８８Ｒにより制御されるようになっている。
【００７３】
また、緑色デジタル画像データを取り扱うレートコンバートフィルタ８０Ｇは、緑色デジタル画像データが供給される第１のローパスフィルタ８１Ｇ、第２のローパスフィルタ８２Ｇ及びステップ検出部８３Ｇと、上記第１及び第２のローパスフィルタ８１Ｇ，８２Ｇの各フィルタ出力がそれぞれ遅延回路８４Ｇ，８５Ｇを介して供給される混合部８７Ｇと、上記ステップ検出部８３Ｇのステップ検出出力が供給される制御部８６Ｇと、この制御部８６Ｇの出力が供給される協調制御部８８Ｇとを備え、上記混合部８７Ｇの混合比が上記協調制御部８８Ｇにより制御されるようになっている。
【００７４】
さらに、青色デジタル画像データを取り扱うレートコンバートフィルタ８０Ｂは、青色デジタル画像データが供給される第１のローパスフィルタ８１Ｂ、第２のローパスフィルタ８２Ｂ及びステップ検出部８３Ｂと、上記第１及び第２のローパスフィルタ８１Ｂ，８２Ｂの各フィルタ出力がそれぞれ遅延回路８４Ｂ，８５Ｂを介して供給される混合部８７Ｂと、上記ステップ検出部８３Ｂのステップ検出出力が供給される制御部８６Ｂと、この制御部８６Ｂの出力が供給される協調制御部８８Ｂとを備え、上記混合部８７Ｂの混合比が上記協調制御部８８Ｂにより制御されるようになっている。
【００７５】
上記第１のローパスフィルタ８１Ｒと第２のローパスフィルタ８１Ｒは例えば上述の図２の構成により、上記第１のローパスフィルタ８１Ｒは比較的に急峻な遮断特性を有する広帯域のローパスフィルタ特性を呈し、また、上記第２のローパスフィルタ８１Ｒは比較的に緩やかな遮断特性を有する狭帯域のローパスフィルタ特性を呈するようになっている。同様に、上記各第１のローパスフィルタ８１Ｇ，８１Ｂと第２のローパスフィルタ８２Ｇ，８２Ｂについても、上述の図２の構成により、上記第１のローパスフィルタ８１Ｇ，８１Ｂが比較的に急峻な遮断特性を有する広帯域のローパスフィルタ特性を呈し、また、上記第２のローパスフィルタ８２Ｇ，８２Ｂが比較的に緩やかな遮断特性を有する狭帯域のローパスフィルタ特性を呈するようになっている。
【００７６】
また、上記混合部８７Ｒは、例えば図５に示した構成により混合比を可変可能とした混合手段であって、上記第１及び第２のローパスフィルタ８１Ｒ，８２Ｒを介して供給される入力赤色デジタル画像データを混合して出力赤色デジタル画像データを生成する。同様に、上記混合部８７Ｇ，８７Ｂも、上記図５に示した構成により混合比を可変可能とした混合手段であって、それぞれ上記第１のローパスフィルタ８１Ｇ，８１Ｂ及び第２のローパスフィルタ８２Ｇ，８２Ｂを介して供給される入力色デジタル画像データを混合して出力色デジタル画像データを生成する。
【００７７】
また、上記各ステップ検出部８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂは、各入力色デジタル画像データのステップ状の変化を検出する手段であって、例えば上述の図１２に示した構成により着目画素でのステップ幅と周辺の凹凸を相対的に評価したステップ検出出力を得て、各ステップ検出出力を上記各制御部８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂに供給する。
【００７８】
また、上記各制御部８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂは、例えば上述の図７に示した構成により、それぞれ上記各ステップ検出部８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂによるステップ検出出力により示されるステップ状の変化の評価結果に応じて、入力デジタル画像データのステップ状の変化の前後で混合比を徐々に変化させる制御出力を得て、各制御値を上記各協調制御部８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂに供給する。
【００７９】
さらに、上記各協調制御部８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂは、協調結果の入出力機能を有し、各自の系統の制御部８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂにより得られた制御値と他系統の協調制御部により得られた協調値ＭＩＸINとから、各自の協調値ＭＩＸOUT を決定して他系統の協調制御部に供給するとともに、上記協調値ＭＩＸOUT を係数ｋとして上記各混合部８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂの各混合比を制御する。
【００８０】
ここで、青色デジタル画像データは緑色デジタル画像データや赤色デジタル画像データと比較してＳ／Ｎが悪いので、この実施例では、緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇにより得られた協調値を他の２つの協調制御部８８Ｒ，８８Ｂに供給し、赤色画像データ用の協調制御部８８Ｒにより得られた協調値を上記緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇのみに供給し、青色画像データ用の協調制御部８８Ｒにより得られた協調値は使用しないようしている。
【００８１】
なお、上記各協調制御部８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂは、それぞれ例えば図１４に示すように、比較部１８１、セレクタ制御部１８２及びセレクタ１８３，１８４により構成される。
【００８２】
上記各協調制御部８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂの比較部１８１は、各自の系統の制御部８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂにより得られた制御値と他系統の協調制御部により得られた協調値ＭＩＸINの大小比較を行い、その比較出力を上記セレクタ制御部１８２に供給する。そして、上記反転制御部１８２は、モード制御信号に応じて、上記セレクタ１８３，１８４を制御して、各自の系統の制御部８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂにより得られた制御値と他系統の協調制御部により得られた協調値ＭＩＸINを上記セレクタ１８３，１８４から選択的に出力させる。
【００８３】
上記各協調制御部８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂは、モード制御信号により４つの動作モードの設定が可能になっている。
【００８４】
第１のモードでは、緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇは、自系統の制御部８６Ｇにより得られた制御値を出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御し、他の各協調制御部８８Ｒ，Ｂは、他系統の協調制御部すなわち緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇにより得られた協調値ＭＩＸINを出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御する。これにより、第１のモードであるＧマスタモードでは、緑色画像データ用の制御部８６Ｇにより得られた制御値に従って全チャンネルでの混合比を制御する。
【００８５】
また、第２のモードでは、赤色画像データ用の協調制御部８８Ｒは、自系統の制御部８６Ｒにより得られた制御値を出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御し、他の各協調制御部８８Ｇ，Ｂは、他系統の協調制御部すなわち赤色画像データ用の協調制御部８８Ｒにより得られた協調値ＭＩＸINを出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御する。これにより、第２のモードであるＲマスタモードでは、赤色画像データ用の制御部８６Ｒにより得られた制御値に従って全チャンネルでの混合比を制御する。
【００８６】
また、第３のモードでは、緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇ及び赤色画像データ用の協調制御部８８Ｒは、それぞれ比較部１８１による比較結果に基づいて、各自の系統の制御部８６Ｇ，８６Ｒにより得られた制御値と他系統の協調制御部により得られた協調値ＭＩＸINの大きい方を出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御する。青色画像データ用の協調制御部８８Ｂは、他系統の協調制御部すなわち上記緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇにより得られた協調値ＭＩＸINを出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御する。これにより、第３のモードであるＭＡＸ（Ｇ，Ｒ）モードでは、各制御部８６Ｇ，８６Ｒにより得られた制御値で大きい方に従って全チャンネルで混合比を制御する。
【００８７】
さらに、第４のモードでは、緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇ及び赤色画像データ用の協調制御部８８Ｒは、それぞれ比較部１８１による比較結果に基づいて、各自の系統の制御部８６Ｇ，８６Ｒにより得られた制御値と他系統の協調制御部により得られた協調値ＭＩＸINの小さい方を出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御する。青色画像データ用の協調制御部８８Ｂは、他系統の協調制御部すなわち上記緑色画像データ用の協調制御部８８Ｇにより得られた協調値ＭＩＸINを出力するように上記セレクタ１８３，１８４を制御する。これにより、第４のモードであるＭＩＮ（Ｇ，Ｒ）モードでは、各制御部８６Ｇ，８６Ｒにより得られた制御値で小さい方に従って全チャンネルでの混合比を制御する。
【００８８】
このように、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタシステムでは、色データ別に設けた３系統の第１のローパスフィルタ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ、第２のローパスフィルタ８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂ、混合部８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂ、ステップ検出部８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂ及び制御部８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂにより、カラー画像データに画像処理を施すにあたり、協調制御部８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂによって上記各ステップ検出部８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂによるステップ検出出力に応じて各混合部８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂの混合比を変化させる各制御部８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂの制御動作を３系統で協調させるので、カラー画像データに対して、リンギング（オーバーシュート）を効果的に抑制した画像処理を行うことができる。
【００８９】
また、このように本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタにより構成したレートコンバートフィルタ８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂは、例えば図１５に示すような構成のデジタル信号処理カメラにおけるアスペクト比変換用のレートコンバートフィルタとして用いられる。
【００９０】
この図１５に示したデジタル信号処理カメラは、被写体像のそれぞれアスペクト比が１６：９の三原色画像を撮像する三枚のＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂからなる撮像部１００を備え、上記各ＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂによる撮像出力として、上記各ＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｇ，１００ＢからｆS1（ｆS1＝１８ＭＨｚ）レートの転送クロックにより読み出された各色撮像信号Ｒ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）がそれぞれアナログ信号処理部１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂを介して、Ａ／Ｄ変換器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂに供給され、上記各色撮像信号Ｒ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）が上記各Ａ／Ｄ変換器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０ＢによりｆS1レートの第１のサンプリングクロックでデジタル化されるようになっている。
【００９１】
ここで、上記撮像部１００は、空間画素ずらし法を採用しており、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１００Ｇに対して、画素の空間サンプリング周期τS の１／２だけ、赤色画像撮像用および青色画像撮像用の各ＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｂが水平方向にずらして配置されている。また、上記三枚のＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂは、それぞれ例えば５０万画素ＣＣＤイメージセンサであって、図示しないタイミングジェネレータが発生する駆動クロックによりｆS1（ｆS1＝１８ＭＨｚ）レートで駆動され、各色撮像信号Ｒ，Ｇ，ＢがそれぞれｆS1レートで読み出されるようになっている。上記ＣＣＤイメージセンサ１００Ｇにより被写体像を空間サンプリングして得られる緑色撮像信号Ｇ（ｆS1）の信号スペクトラムを図１６の（Ａ）に示し、また、上記ＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｂにより被写体像を空間サンプリングして得られる赤色撮像信号Ｒ（ｆS1）及び青色撮像信号Ｒ（ｆS1）の各信号スペクトラムを図１６の（Ｂ）に示してあるように、上記緑色撮像信号Ｇ（ｆS1）と赤色撮像信号Ｒ（ｆS1）及び青色撮像信号Ｒ（ｆS1）とは位相がπずれている。
【００９２】
また、上記各アナログ信号処理部１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂでは、上記各ＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂにより得られた各色撮像信号Ｒ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）について、相関二重サンプリング（CDS:Corelated Double Sampling)によるノイズ除去、ゲイン調整、黒バランス、白バランスやシェーディング補正などの各種レベル調整を含むアナログ信号処理を行う。
【００９３】
そして、上記各Ａ／Ｄ変換器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂは、上記各色撮像信号Ｒ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）のサンプリングレートに等しいｆS1レートで所定の位相を有する駆動クロックに同期したＡ／Ｄ変換処理を行うもので、上記ｆS1レートの各色撮像信号Ｒ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）をｆS1レートでデジタル化する。
【００９４】
また、このデジタル信号処理カメラは、上記Ａ／Ｄ変換器１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂによりデジタル化された各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）が供給される欠陥補正処理部１３０を備え、この欠陥補正処理部１３０により上記各ＣＣＤイメージセンサ１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの欠陥画素に対する欠陥補正処理が施された各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）が３系統のアスペクト比変換部１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂに供給されるようになっている。
【００９５】
上記３系統のアスペクト比変換部１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂは、それぞれ時間軸変換部１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂとサンプリングレート変換部１４２Ｒ，１４２Ｇ，１４２Ｂと出力選択スイッチ１４３Ｒ，１４３Ｇ，１４３Ｂからなる。
【００９６】
上記各時間軸変換部１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂは、それぞれＦＩＦＯメモリからなり、上記欠陥補正処理部１３０により欠陥補正処理が施された各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）を第１のサンプリングレートｆｓ1 のサンプリングクロックで各ＦＩＦＯメモリに書き込み、上記第１のクロック周波数ｆｓ1 の書込クロックを４つに１つ間引くことにより上記第２のサンプリングレートすなわち（３／４）ｆｓ1 レートにしたクロックを用いて上記ＦＩＦＯメモリから各色デジタル画像データを読み出すことにより、図１６の（Ｃ），（Ｄ）に示すような各信号スペクトラムを有する第２のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS2），Ｇ（ｆS2），Ｂ（ｆS2）を生成する。
【００９７】
上記サンプリングレート変換部１４２Ｒ，１４２Ｇ，１４２Ｂは、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルにより構成したものであって、上述の図１３に示した色データ別の３系統のレートコンバートフィルタ８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂからなる。
【００９８】
このサンプリングレート変換部１４２Ｒ，１４２Ｇ，１４２Ｂは、上記第２のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS2），Ｇ（ｆS2），Ｂ（ｆS2）に対して、図１６の（Ｅ）に示すようにｆｓ1 ／２にゼロ点を有するＭＴＦ特性の補間フィルタにより８倍オーバーサンプリングを行うことにより、図１６の（Ｆ），（Ｇ）に示すような各信号スペクトラムを有する第２のアスペクト比の各色撮像データＲ（６ｆS1），Ｇ（６ｆS1），Ｂ（６ｆS1）を生成し、然る後に、１／６にダウンサンプリングすることによって、第２のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）を生成する。
【００９９】
このとき、空間画素ずらし法に対応して、緑色デジタル画像データＧ（６ｆS1）と赤色デジタル画像データＲ（６ｆS1）及び青色デジタル画像データＢ（６ｆS1）を、πだけずれた位相で１／６にダウンサンプリングを行うことにより、図１６の（Ｈ），（Ｉ）に示すような各信号スペクトラムを有する第２のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）を生成する。
【０１００】
すなわち、上記サンプリングレート変換部１４２Ｒ，１４２Ｇ，１４２Ｂでは、上記各時間軸変換部１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂにより得られる第２のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS2），Ｇ（ｆS2），Ｂ（ｆS2）について、上記サンプリングレート変換部１４１Ｇ及びサンプリングレート変換部１４１Ｒ，１４１Ｂの時間領域での各サンプリングレート変換動作を図１７の（Ａ）及び（Ｂ）に示してあるように、●印で示す（３／４）ｆｓ1 レートの各入力サンプル列に対して８倍オーバーサンプリングを行うことにより×印で示す６ｆｓ1 レートの８倍オーバーサンプル列を生成し、この８倍オーバーサンプル列から６個おきにデータを取り出す１／６ダウンサンプリングによって○印で示すようなｆｓ1 レートの出力サンプル列を生成する。
【０１０１】
このように、上記３系統のサンプリングレート変換部１４２Ｒ，１４２Ｇ，１４２Ｂにおいて、空間画素ずらしの位相で１／６ダウンサンプリングを行うことにより、空間画素ずらし法を採用した撮像部１００により得られた３原色信号をそれぞれ第１のサンプリングレートｆS1でデジタル化した３原色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）について、アスペクト比変換を行う。そして、上記出力選択スイッチ１４３Ｒ，１４３Ｇ，１４３Ｂにより選択される第１のサンプリングレートｆS1で第１のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）又は第１のサンプリングレートｆS1で第２のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）が上記３系統のアスペクト比変換部１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂから出力されるようになっている。
【０１０２】
また、このデジタル信号処理カメラは、上記３系統のアスペクト比変換部１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂから第１のサンプリングレートｆS1で第１のアスペクト比又は第２のアスペクト比の各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）が供給されるデジタル信号処理部１５０を備える。
【０１０３】
上記デジタル信号処理部１５０は、遅延メモリ１５１、プリプロセッサ１５２及びエンコーダ１５３などからなる。
【０１０４】
上記遅延メモリ１５１は、２チャンネルの遅延メモリからなり、上記緑色デジタル画像データＧ（ｆS1）及び赤色デジタル画像データＲ（ｆS1）にそれぞれ０Ｈ，１Ｈ，２Ｈの遅延量を与えた各緑色デジタル画像データＧ0H，Ｇ1H，Ｇ2Hと各赤色デジタル画像データＲ0H，Ｒ1H，Ｒ2Hを上記プリプロセッサ１５２に供給する。なお、１Ｈは１水平走査期間に相当する時間である。
【０１０５】
また、上記プリプロセッサ１５２は、ｆS1レートのクロックをマスタクロックとして動作して、各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）に対して、画像強調処理、ペデスタル付加、ガンマ，ニーなどの非線形処理やリニアマトリクス処理を行い、さらに、上記撮像部１００における空間画素ずらし法に対応する周知の高解像度化の処理を行い、マトリクス演算処理によって上記各色デジタル画像データＲ（ｆS1），Ｇ（ｆS1），Ｂ（ｆS1）から高解像度モニタ用の各デジタル画像データＶＦ−Ｙ（ｆS1），ＤＴＬ−Ｏ（ｆS1），ＤＴＬ−Ｅ（ｆS1）を生成するとともに輝度データＹ（ｆS1）と２つの色差データＲ−Ｙ（ｆS1），Ｂ−ＹＣB （ｆS1）を生成して上記エンコーダ１５３に供給する。
【０１０６】
さらに、上記エンコーダ１５３は、各デジタル画像データＶＦ−Ｙ（ｆS1），ＤＴＬ−Ｏ（ｆS1），ＤＴＬ−Ｅ（ｆS1）から高解像度モニタ用のデジタル画像データＶＢＳ（２ｆS1）を生成するとともに、色差データＲ−Ｙ（ｆS1），Ｂ−ＹＣB （ｆS1）から色データＣ（ｆS1／２，ｆS1／２）を生成する。
【０１０７】
そして、上記プリプロセッサ１５２により生成された輝度データＹ（ｆS1）と２つの色差データＲ−Ｙ（ｆS1），Ｂ−Ｙ（ｆS1）は、Ｄ／Ａ変換部１６０によりアナログ化され、アナログコンポーネント信号Ｙ，Ｒ−Ｙ／Ｕ，Ｂ−Ｙ／Ｖとしてローパスフィルタ１７０を介して出力される。また、上記プリプロセッサ１５２により生成された輝度データＹ（ｆS1）と上記エンコーダ１５３により生成された色データＣ（ｆS1／２，ｆS1／２）は、レートコンバート１８０によりｆS2レートのデジタル画像データＹ（ｆS2）＋Ｃ（ｆS2／２，ｆS2／２）に変換されて、図示しないデジタルＶＴＲに供給される。さらに、上記エンコーダ１５３により生成されたデジタル画像データＶＢＳ（２ｆS1）は、ローパスフィルタ１９０を介して図示しない高解像度モニタに供給される。
【０１０８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタでは、比較的に急峻な遮断特性を有する広帯域の第１のローパスフィルタと緩やかな遮断特性を有する狭帯域の第２のローパスフィルタを介して供給される入力デジタル画像データを混合比の可変可能な混合手段により混合して出力デジタル画像データを生成するようになし、制御手段により、入力デジタル画像データのステップ状の変化を検出するステップ検出手段によるステップ検出出力に基づいて、入力デジタル画像データのステップ状の変化の近傍で上記混合手段の混合比を徐々に変化させる制御を行うことによって、ステップ近傍で境界が目立たぬようにフィルタ特性を切り換えることができ、上記入力デジタル画像データに対して、平坦帯域が広く、しかも、リンギングを効果的に抑制したローパスフィルタ特性による画像処理を施すことができる。従って、本発明によれば、平坦帯域が広く、しかも、リンギングを効果的に抑制した画像処理用のデジタルフィルタシステムを提供することができる。
【０１０９】
また、上記第１及び第２のローパスフィルタは、レジスタを共用したレジスタ前置型ＦＩＲフィルタによって、急峻な遮断特性を有する広帯域の第１のローパスフィルタ特性と緩やかな遮断特性を有する第２のローパスフィルタ特性を得ることができる。
【０１１０】
また、上記ステップ検出手段は、入力デジタル画像データの着目画素におけるレベルの差分を検出するレベル差検出手段の検出出力と、上記着目画素の近傍の画素の平坦度を検出する平坦度検出手段の検出出力の差を差検出手段により検出して、ステップ検出出力とすることにより、リンギングの目立ち易い入力ステップパターンのみを検出するようにすることができる。これにより、本発明に係る画像処理用のデジタルフィルタシステムでは、縞模様の絵柄の画像などリンギングの目立ち難い入力デジタル画像データに対してＭＴＦを低下させることがなくなる。
【０１１１】
また、本発明に係る画像処理用のデジタルフィルタシステムは、上記ステップ検出手段は、入力デジタル画像データの着目画素におけるレベルの差分を検出するレベル差検出手段の検出出力と、上記着目画素の近傍の画素の平坦度を検出する平坦度検出手段の検出出力の比を比検出手段により検出して、ステップ検出出力とすることにより、リンギングの目立ち易い入力ステップパターンのみを検出するようにすることができる。これにより、本発明に係る画像処理用のデジタルフィルタシステムでは、縞模様の絵柄の画像などリンギングの目立ち難い入力デジタル画像データに対してＭＴＦを低下させることがなくなる。
【０１１２】
また、本発明に係る画像処理用のデジタルフィルタシステムでは、色データ別に設けた３系統の第１のローパスフィルタ、第２のローパスフィルタ、混合手段、ステップ検出手段及び制御手段により、デジタル画像データに画像処理を施す。そして、協調制御手段は、各ステップ検出手段によるステップ検出出力に応じて各混合手段の混合比を変化させる各制御手段の制御動作を３系統で協調させるので、カラー画像データに対して、リンギングを効果的に抑制した画像処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタの構成例を示すブロック図である。
【図２】第１及び第２のロー上記デジタルフィルタを構成しているパスフィルタの具体的な構成例を示すブロック図である。
【図３】上記第１のローパスフィルタが呈するローパスフィルタ特性の１例を示す特性図である。
【図４】上記第２のローパスフィルタが呈するローパスフィルタ特性の１例を示す特性図である。
【図５】上記デジタルフィルタを構成している混合部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図６】上記デジタルフィルタを構成しているステップ検出部及び制御部の動作例を示すタイミングチャートである。
【図７】上記制御部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図８】上記ステップ検出部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図９】上記ステップ検出部を構成している最大値検出器の動作例を示す図である。
【図１０】上記ステップ検出部を構成している選択部の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図１１】上記ステップ検出部の他の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図１２】上記ステップ検出部のさらに他の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図１３】本発明に係る画像データ用のデジタルフィルタにより構成したカラー画像処理用のレートコンバートフィルタの構成例を示すブロック図である。
【図１４】上記レートコンバートフィルタにおける協調制御部の構成例を示すブロック図である。
【図１５】上記レートコンバートフィルタを用いたアスペクト比変換部を備えるデジタル処理カメラの構成を示すブロック図である。
【図１６】上記デジタル処理カメラにおけるアスペクト比変換部の周波数領域での動作を信号スペクトラムにより模式的に示す図である。
【図１７】上記デジタル処理カメラにおけるアスペクト比変換部の時間領域での動作をデータ列により模式的に示す図である。
【符号の説明】
１，８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂ 第１のローパスフィルタ
２，８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂ 第２のローパスフィルタ
３，８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂ ステップ検出部
６，８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂ 混合部
７，８７Ｒ，８７Ｇ，８７Ｂ 制御部
７Ａ イクスパンダ
７Ｂ ローパスフィルタ
１１ａ〜１１ｊ レジスタ
１２ａ〜１２ｊ，２２ａ〜２２ｄ 乗算器
１３，２３ 加算器
８０Ｒ，８０Ｇ，８０Ｂ レートコンバートフィルタ
８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂ 協調制御部
Claims (22)
- 比較的に急峻な遮断特性を有し、入力デジタル画像データをフィルタリングする第１のローパスフィルタと、比較的に緩やかな遮断特性を有し、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、
上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内での上記入力デジタル画像データの値の変化度と、所定範囲外での上記入力デジタル画像データの値の平坦度に応じて、上記ステップ検出出力を得ることを特徴とする画像データ用のデジタルフィルタ。 - 上記制御手段は、上記入力デジタル画像データの値がステップ状に変化する点の近傍において、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を徐々に変化させるように制御することを特徴とする請求項１記載の画像データ用のデジタルフィルタ。
- 上記第１のローパスフィルタはレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなり、上記第２のローパスフィルタは上記第１のローパスフィルタとレジスタが共用されたレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなることを特徴とする請求項１記載の画像データ用のデジタルフィルタ。
- 比較的に急峻な遮断特性を有し、入力デジタル画像データをフィルタリングする第１のローパスフィルタと、比較的に緩やかな遮断特性を有し、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、
上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内の画素での上記入力デジタル画像データの値の差分を検出するレベル差検出手段と、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲外の画素での上記入力デジタル画像データの値の平坦度を検出する平坦度検出手段と、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の出力に応じて、上記ステップ検出出力を得るステップ検出出力決定手段とを備えたことを特徴とする画像データ用のデジタルフィルタ。 - 上記ステップ検出出力決定手段は、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の各検出出力の差を上記ステップ検出出力として出力することを特徴とする請求項４記載の画像データ用のデジタルフィルタ。
- 上記ステップ検出出力決定手段は、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の各検出出力の比を上記ステップ検出出力として出力することを特徴とする請求項４記載の画像データ用のデジタルフィルタ。
- 上記平坦度検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の上記所定範囲の前及び後の画素の入力デジタル画像データの内、輝度レベルの高い側の入力デジタル画像データの値に基づいて、上記入力デジタル画像データの平坦度を検出することを特徴とする請求項４記載の画像データ用のデジタルフィルタ。
- 入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的広帯域な第１のローパスフィルタと、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的狭帯域の第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、
上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内での上記入力デジタル画像データの値の変化度と、所定範囲外での上記入力デジタル画像データの値の平坦度に応じて、上記ステップ検出出力を得ることを特徴とする画像データ用のデジタルフィルタ。 - 上記制御手段は、上記入力デジタル画像データの値がステップ状に変化する点の近傍において、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を徐々に変化させるように制御することを特徴とする請求項８記載の画像データ用のデジタルフィルタ。
- 上記第１のローパスフィルタはレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなり、上記第２のローパスフィルタは上記第１のローパスフィルタとレジスタが共用されたレジスタ前置型ＦＩＲフィルタからなることを特徴とする請求項８記載の画像データ用のデジタルフィルタ。
- 入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的広帯域な第１のローパスフィルタと、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的狭帯域の第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、
上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内の画素での上記入力デジタル画像データの値の差分を検出するレベル差検出手段と、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲外の画素での上記入力デジタル画像データの値の平坦度を検出する平坦度検出手段と、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の出力に応じて、上記ステップ検出出力を得るステップ検出出力決定手段とを備えたことを特徴とする画像データ用のデジタルフィルタ。 - 上記ステップ検出出力決定手段は、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の各検出出力の差を上記ステップ検出出力として出力することを特徴とする請求項１１記載の画像データ用のデジタルフィルタ。
- 上記ステップ検出出力決定手段は、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の各検出出力の比を上記ステップ検出出力として出力することを特徴とする請求項１１記載の画像データ用のデジタルフィルタ。
- 上記平坦度検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の上記所定範囲の前及び後の画素の入力デジタル画像データの内、輝度レベルの高い側の入力デジタル画像データの値に基づいて、上記入力デジタル画像データの平坦度を検出することを特徴とする請求項１１記載の画像データ用のデジタルフィルタ。
- 各色の入力デジタル画像データ毎にデジタルフィルタを有し、
各デジタルフィルタは、比較的に急峻な遮断特性を有し、入力デジタル画像データをフィルタリングする第１のローパスフィルタと、比較的に緩やかな遮断特性を有し、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内での上記入力デジタル画像データの値の変化度と、所定範囲外での上記入力デジタル画像データの値の平坦度に応じて、上記ステップ検出出力を得ることを特徴とする画像データ用のデジタルフィルタシステム。 - 上記各色の入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データに基づいて、上記記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比が協調するように上記各色の入力デジタル画像データに対応する混合手段をそれぞれ制御する協調制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１５記載の画像データ用のデジタルフィルタシステム。
- 上記入力デジタル画像データが、赤色入力デジタル画像データ、緑色入力デジタル画像データ、青色入力デジタル画像データからなり、上記協調制御手段は、上記緑色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データに基づいて、各色の入力デジタル画像データに対応する混合手段をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１５記載の画像データ用のデジタルフィルタシステム。
- 上記入力デジタル画像データが、赤色入力デジタル画像データ、緑色入力デジタル画像データ、青色入力デジタル画像データからなり、上記協調制御手段は、上記緑色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データと、上記赤色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データとの内、値の大きい方の制御データに基づいて、各色の入力デジタル画像データに対応する混合手段をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１５記載の画像データ用のデジタルフィルタシステム。
- 上記入力デジタル画像データが、赤色入力デジタル画像データ、緑色入力デジタル画像データ、青色入力デジタル画像データからなり、上記協調制御手段は、上記緑色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データと、上記赤色入力デジタル画像データに対応する制御手段から出力された制御データとの内、値の小さい方の制御データに基づいて、各色の入力デジタル画像データに対応する混合手段をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１５記載の画像データ用のデジタルフィルタシステム。
- 各色の入力デジタル画像データ毎にデジタルフィルタを有し、
各デジタルフィルタは、比較的に急峻な遮断特性を有し、入力デジタル画像データをフィルタリングする第１のローパスフィルタと、比較的に緩やかな遮断特性を有し、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えてなり、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内の画素での上記入力デジタル画像データの値の差分を検出するレベル差検出手段と、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲外の画素での上記入力デジタル画像データの値の平坦度を検出する平坦度検出手段と、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の出力に応じて、上記ステップ検出出力を得るステップ検出出力決定手段とを備えたことを特徴とする画像データ用のデジタルフィルタシステム。 - 各色の入力デジタル画像データ毎にデジタルフィルタを有し、
各デジタルフィルタは、入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的広帯域な第１のローパスフィルタと、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的狭帯域の第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えてなり、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内での上記入力デジタル画像データの値の変化度と、所定範囲外での上記入力デジタル画像データの値の平坦度に応じて、上記ステップ検出出力を得ることを特徴とする画像データ用のデジタルフィルタシステム。 - 各色の入力デジタル画像データ毎にデジタルフィルタを有し、
各デジタルフィルタは、入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的広帯域な第１のローパスフィルタと、上記入力デジタル画像データをフィルタリングする比較的狭帯域の第２のローパスフィルタと、上記第１及び第２のローパスフィルタでそれぞれフィルタリングされたデジタル画像データを混合する混合手段と、上記入力デジタル画像データのステップ状の値の変化を検出するステップ検出手段と、上記ステップ検出手段のステップ検出出力に基づいて、上記混合手段による上記第１及び第２のローパスフィルタからのデジタル画像データの混合比を制御する制御手段とを備えた画像データ用のデジタルフィルタであって、上記ステップ検出手段は、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲内の画素での上記入力デジタル画像データの値の差分を検出するレベル差検出手段と、上記入力デジタル画像データの着目画素の近傍の所定範囲外の画素での上記入力デジタル画像データの値の平坦度を検出する平坦度検出手段と、上記レベル差検出手段及び上記平坦度検出手段の出力に応じて、上記ステップ検出出力を得るステップ検出出力決定手段とを備えたことを特徴とする画像データ用のデジタルフィルタシステム。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15821595A JP3687139B2 (ja) | 1994-06-29 | 1995-06-23 | 画像データ用のデジタルフィルタ及びデジタルフィルタシステム |
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