JP4115244B2

JP4115244B2 - 画像信号処理装置

Info

Publication number: JP4115244B2
Application number: JP2002315158A
Authority: JP
Inventors: 秀史岡田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2022-10-30
Also published as: JP2004151907A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像信号処理装置に関し、特にたとえば電子カメラに適用され、画像信号からノイズ成分を除去する、画像信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来のこの種の画像信号処理装置が、特許文献１に開示されている。この従来技術は、表示画像の拡大率に応じてメディアンフィルタのタップ係数を増大させることで、画像の拡大処理に起因して生じるシャギーの緩和と、フィルタ処理に起因する画質劣化の防止とを両立できるようにしたものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４４４２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術では、表示画像の特性がタップ係数の調整に反映されることはなく、必ずしも良好なフィルタ処理が施されるわけではなかった。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、画像信号により良好なフィルタ処理を施すことができる、画像信号処理装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に従う画像信号処理装置は、画像信号からノイズ成分を除去するフィルタ手段、画像信号の色成分を評価する色評価手段、およびフィルタ手段の効き具合に関連するパラメータ値を色評価手段の評価結果に基づいて人間の比視感度に反比例するように変更する変更手段を備える。
【０００７】
第２の発明に従う画像信号処理装置は、画像信号からノイズ成分を除去するフィルタ手段、画像信号の明るさ成分を評価する明るさ評価手段、および明るさ評価手段の評価結果に基づいてフィルタ手段の効き具合を変更する変更手段を備える。
【０００８】
【作用】
第１の発明によれば、画像信号に含まれるノイズ成分は、フィルタ手段によって除去される。色評価手段は、かかる画像信号の色成分を評価し、変更手段は、フィルタ手段の効き具合に関連するパラメータ値を色評価手段の評価結果に基づいて人間の比視感度に反比例するように変更する。
【０００９】
人間の視覚は、黄色や緑色の光には敏感な一方、赤色や青色の光には鈍感である。これは、黄色や緑色の信号成分に対するフィルタ特性を強くすると解像感が低下すること、および赤色や青色の信号成分に対するフィルタ特性を強くしても解像感は低下しないことを意味する。そこで、第１の発明では、フィルタ手段の効き具合に関連するパラメータ値を人間の比視感度に反比例するように変更する。これによって、解像感の維持とノイズの低減とが両立する。
【００１０】
好ましくは、色評価手段は、画像信号の彩度を検出する彩度検出手段、および画像信号の色相を検出する色相検出手段を含む。彩度および色相のパラメータを用いることで、有彩色と無彩色との切り分けと色の区別とが同時に実現される。
【００１１】
好ましくは、明るさ評価手段が画像信号の明るさ成分を評価し、決定手段が明るさ評価手段の評価結果に基づいてフィルタ手段の効き具合を決定する。この場合、上述のパラメータ値は明るさ評価手段の評価に用いる基準値である。これによって、フィルタ手段の特性の変更に画像信号の明るさ成分が反映される。
【００１２】
決定手段は、好ましくは、画像信号の明るさ成分が少ないほどフィルタ手段の効き具合を強くする。
【００１３】
さらに好ましくは、γ補正手段によって画像信号にγ補正が施される。γ補正では、低輝度信号成分の増幅度が高輝度信号成分の増幅度よりも大きい。このことは、低輝度の信号成分に重畳されたノイズが目立つことを意味する。したがって、明るさ成分が少ないほどフィルタ手段の効き具合を強くすることで、低輝度部分に重畳されたノイズを目立たなくすることができる。
【００１４】
好ましくは、画像信号は被写体を撮影する撮影手段から出力された信号である。これによって、良好なフィルタ処理が可能となる。
【００１５】
第２の発明によれば、画像信号に含まれるノイズ成分は、フィルタ手段によって除去される。明るさ評価手段はかかる画像信号の明るさ成分を評価し、変更手段は明るさ評価手段の評価結果に基づいてフィルタ手段の効き具合を変更する。これによって、フィルタ特性の変更に明るさ成分が反映される。
【００１６】
好ましくは、画像信号は、各画素が複数色のうち１色の色情報のみを有する信号である。色分離手段は、フィルタ手段によってノイズ成分が除去された画像信号に色分離を施して、各画素に複数色の色情報を割り当てる。各画素が１色の色情報のみを有する画像信号にフィルタ処理を施すことで、カラーノイズが抑制される。
【００１７】
【発明の効果】
第１の発明によれば、フィルタ手段の効き具合に関連するパラメータ値を人間の比視感度に反比例するように変更することで、解像感の維持とノイズの低減との両立が可能となり、良好なフィルタ処理が実現される。
【００１８】
第２の発明によれば、フィルタ手段の効き具合の変更に画像信号の明るさ成分が反映されるため、良好なフィルタ処理が可能となる。
【００１９】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００２０】
【実施例】
図１を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０は、光学レンズ１２および赤外線カットフィルタ１３を含む。被写体の光学像は、こられの部材を介してイメージセンサ１４の受光面に入射する。受光面は図２に示すような原色ベイヤ配列の色フィルタ１４ａによって覆われ、受光面に形成された各々の受光素子（画素）で生成される電荷（画素信号）は、Ｒ，ＧおよびＢのいずれか１つの色情報のみを有する。
【００２１】
電源が投入されると、スルー画像表示処理が実行される。まず、ＣＰＵ３４からＴＧ（Timing generator）１８に対して間引き読み出しの繰り返しが命令される。ＴＧ１８は、イメージセンサ１４に３０ｆｐｓのフレームレートで間引き読み出しを施す。この結果、垂直方向の解像度が低減された生画像信号が、ラスタ走査態様でイメージセンサ１４から出力される。ただし、出力される低解像度の生画像信号の偶数ラインにはＲ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，…の色情報を有する画素信号が含まれ、奇数ラインにはＧ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，…の色情報を有する画素信号が含まれる。
【００２２】
ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１６は、イメージセンサ１４から出力された各フレームの生画像信号にノイズ除去，ゲイン調整およびＡ／Ｄ変換の一連の処理を施し、ディジタル信号である生画像データを出力する。出力された生画像データは信号処理回路２０によってＹＵＶデータに変換され、変換されたＹＵＶデータはメモリコントローラ２２によってＳＤＲＡＭ２４に書き込まれる。
【００２３】
ビデオエンコーダ２６は、メモリコントローラ２２を通してＳＤＲＡＭ２４から各フレームのＹＵＶデータを読み出し、読み出されたＹＵＶデータに縮小ズームを施し、そしてズームされたＹＵＶデータをＮＴＳＣ方式のコンポジットビデオ信号に変換する。変換されたコンポジットビデオ信号はＬＣＤ２８に与えられ、この結果、被写体のリアルタイム動画像つまりスルー画像がＬＣＤ２８に全面表示される。
【００２４】
シャッタボタン３２が操作されると、記録処理が実行される。まず、ＣＰＵ３４からＴＧ１８に対して全画素読み出しが命令される。ＴＧ１８は、イメージセンサ１４に１フレーム分の全画素読み出しを施し、この結果、高解像度の生画像信号がラスタ走査態様でイメージセンサ１４から出力される。出力された生画像信号の偶数ラインにはＲ，Ｇ，Ｒ，Ｇ，…の色情報を有する画素信号が含まれ、奇数ラインにはＧ，Ｂ，Ｇ，Ｂ，…の色情報を有する画素信号が含まれる。
【００２５】
シャッタボタン３２の操作に応答して読み出された生画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１６および信号処理回路２０によって上述と同様の処理を施される。信号処理回路２０からは高解像度のＹＵＶデータが出力され、このＹＵＶデータはメモリコントローラ２２を介してＳＤＲＡＭ２４に書き込まれる。ＳＤＲＡＭ２４に格納された高解像度のＹＵＶデータは、その後メモリコントローラ２２を介してビデオエンコーダ２６に与えられ、縮小ズームを経てＮＴＳＣフォーマットのコンポジットビデオ信号に変換される。この結果、シャッタボタン３２が押された時点の被写体の静止画像つまりフリーズ画像がＬＣＤ２８に全面表示される。
【００２６】
ＣＰＵ３４は、シャッタボタン３２が操作されたとき、ＪＰＥＧコーデック３０に圧縮命令を与える。ＪＰＥＧコーデック３０は、メモリコントローラ２２を通してＳＤＲＡＭから高解像度のＹＵＶデータを読み出し、読み出されたＹＵＶデータにＪＰＥＧ圧縮を施し、圧縮されたＹＵＶデータつまりＪＰＥＧデータをメモリコントローラ２２を介してＳＤＲＡＭ２４に書き込む。ＣＰＵ３４は、ＳＤＲＡＭ２４に格納されたＪＰＥＧデータをメモリコントローラ２２を通して読み出し、読み出されたＪＰＥＧデータをＩ／Ｆ３６を通して記録媒体３８に記録する。
【００２７】
なお、記録媒体３８は着脱自在であり、装着時にＩ／Ｆ３６と接続される。ＪＰＥＧデータは、かかる記録媒体３８にファイル形式で記録される。
【００２８】
信号処理回路２０は、図３に示すように構成される。生画像データは、白バランス調整回路４０によって白バランス調整を施され、γ補正回路４２によってγ補正を施され、そして色分離回路４４によって色分離を施される。色分離によって生成される補間画像データは、各々の画素がＲ，ＧおよびＢの全ての色情報を有するデータである。色分離回路４４から出力された補間画像データはその後、ＹＵＶ変換回路４６によってＹＵＶデータに変換される。変換されたＹＵＶデータは、Ｙ：Ｕ：Ｖ＝４：２：２の比率を有する。
【００２９】
ＹＵＶデータを形成するＹデータは、３ラインずつブロック化回路５０に与えられる。つまり、注目する３ラインのうち、１ライン目のＹデータはそのままデータＬ０としてブロック化回路５０に与えられ、２ライン目のＹデータは１Ｈ遅延線４８ａを介してデータＬ１としてブロック化回路５０に与えられ、３ライン目のＹデータは１Ｈ遅延線４８ａおよび４８ｂを介してデータＬ２としてブロック化回路５０に与えられる。したがって、或る１ライン期間にブロック化回路５０に同時に入力される３ラインと、次の１ライン期間にブロック化回路５０に同時に入力される３ラインとの間では、２ラインの重複が生じる。
【００３０】
ブロック化回路５０は、入力された３ラインのＹデータから水平３画素×垂直３画素のＹデータを抽出し、抽出された９画素のＹデータをデータＤ０〜Ｄ８として同時に出力する。或る１画素期間に出力される９画素と、次の１画素期間に出力される９画素との間では、水平２画素×垂直３画素の重複が生じる。
【００３１】
図４を参照して、ブロック化回路５０は、６つのレジスタ５０ｒ−１〜５０ｒ−６によって構成される。データＬ０はレジスタ５０ｒ−１および５０ｒ−２によって１画素期間ずつ遅延され、データＬ１はレジスタ５０ｒ−３および５０ｒ−４によって１画素期間ずつ遅延され、そしてデータＬ３はレジスタ５０ｒ−５および５０ｒ−６によって１画素期間ずつ遅延される。したがって、連続する３画素のデータＬ０はデータＤ０〜Ｄ２として出力され、連続する３画素のデータＬ１はデータＤ３〜Ｄ５として出力され、そして連続する３画素のデータＬ２はデータＤ６〜Ｄ８として出力される。
【００３２】
データＤ０〜Ｄ９のうち、データＤ４が抽出された９画素の中央に存在する画素のデータとなる。したがって、データＤ４を“注目画素データ”と定義し、データＤ０〜Ｄ３およびＤ５〜Ｄ９を“周辺画素データ”と定義する。
【００３３】
適応型メディアンフィルタ５２は、ブロック化回路５０からデータＤ０〜Ｄ８を取り込み、タップ係数Ｔに従う量のデータを用いてフィルタ処理を実行する。図７を参照して具体的に説明すると、タップ係数Ｔが“９”であれば、９画素分のデータＤ０，Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８およびＤ４がデータ値に従う順序でソートされ、中央に配置されたデータが選択される。タップ係数Ｔが“１１”であれば、１１画素分のデータＤ０，Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ４，Ｄ４およびＤ４がデータ値に従う順序でソートされ、中央に配置されたデータが選択される。タップ係数Ｔが“１３”であれば、１３画素分のデータＤ０，Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ４，Ｄ４，Ｄ４，Ｄ４およびＤ４がデータ値に従う順序でソートされ、中央に配置されたデータが選択される。タップ係数Ｔが“１５”であれば、１５画素分のデータＤ０，Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８，Ｄ４，Ｄ４，Ｄ４，Ｄ４，Ｄ４，Ｄ４およびＤ４がデータ値に従う順序でソートされ、中央に配置されたデータが選択される。
【００３４】
図７から分かるように、タップ係数Ｔが大きくなるほど、全データに占めるデータＤ４の比率が高くなり、データＤ４が選択され易くなる。換言すれば、タップ係数Ｔが取り得る数値“９”，“１１”，“１３”および“１５”のうち、数値が小さくなるほどフィルタの効き具合が強くなり、数値が大きくなるほどフィルタの効き具合が弱くなる。
【００３５】
なお、タップ係数Ｔが“０”であればフィルタ処理は実行されず、データＤ４が無条件で選択される。
【００３６】
図５を参照して、適応型メディアンフィルタ５２は、１つのエンコーダ５２ｅと、７個のセレクタ５２ｓ−１〜５２ｓ−７と、７９個の比較器５２ｃ−１〜５２ｃ−７９とによって構成される。
【００３７】
ブロック化回路５０から出力されたデータＤ０〜Ｄ８のうち、データＤ０およびＤ１は比較器５２ｃ−１の上側入力端および下側入力端にそれぞれ与えられ、データＤ２およびＤ３は比較器５２ｃ−２の上側入力端および下側入力端にそれぞれ与えられる。また、データＤ５およびＤ６は比較器５２ｃ−３の上側入力端および下側入力端にそれぞれ与えられ、データＤ７およびＤ８は比較器５２ｃ−４の上側入力端および下側入力端にそれぞれ与えられる。さらに、データＤ４は、比較器５２ｃ−１７の下側入力端に与えられる。
【００３８】
比較器５２ｃ−１〜５２ｃ−７９のいずれも、上側入力端から入力されたデータと下側入力端から入力されたデータとを互いに比較し、数値が大きいデータを上側出力端から出力するとともに、数値が小さいデータを下側出力端から出力する。比較器５２ｃ−１〜５２ｃ−７９の接続関係は図５から明らかであるため、接続関係の詳しい説明は省略するが、比較器５２ｃ−２４の上側出力端からは、データＤ０〜Ｄ８のうちで数値が最も大きいデータがデータＤ＿ＭＡＸとして出力される。
【００３９】
エンコーダ５２ｅは、入力されたタップ係数Ｔに応じて、図６に示す数値を有する制御データｓ０〜ｓ６を出力する。タップ係数Ｔが“９”であれば制御データｓ０〜ｓ６として“１１１１１１０”が出力され、タップ係数Ｔが“１１”であれば制御データｓ０〜ｓ６として“１１１１００１”が出力される。また、タップ係数Ｔが“１３”であれば制御データｓ０〜ｓ６として“１１００００２”が出力され、タップ係数Ｔが“１５”であれば制御データｓ０〜ｓ６として“００００００３”が出力される。さらに、タップ係数Ｔが“０”であれば、制御データｓ０〜ｓ６として“００００００４”が出力される。
【００４０】
制御データｓ０〜ｓ５はそれぞれ、セレクタ５２ｓ−１〜５２ｓ−６に与えられる。セレクタ５２ｓ−１〜５２ｓ−６の各々は、与えられた制御データ値が“０”を示すときデータＤ４を選択し、与えられた制御データ値が“１”を示すとき“０”を選択する。
【００４１】
制御データｓ６は、セレクタ５２ｓ−７に与えられる。セレクタ５２ｓ−７は、制御データ値が“０”を示すとき、比較器５２ｃ−３９の下側出力端から出力されたデータＤ＿Ｍ９を選択し、制御データ値が“１”を示すとき、比較器５２ｃ−５５の上側出力端から出力されたデータＤ＿Ｍ１１を選択する。セレクタ５２ｓ−７はまた、制御データ値が“２”を示すとき、比較器５２ｃ−６４の下側出力端から出力されたデータＤ＿Ｍ１３を選択し、制御データ値が“３”を示すとき、比較器５２ｃ−７９の上側出力端から出力されたデータＤ＿Ｍ１５を選択する。セレクタ５２ｓ−７はさらに、制御データ値が“４”を示すときデータＤ４を選択する。
【００４２】
したがって、タップ係数Ｔが“９”を示すときは比較器５２ｃ−１〜５２ｃ−３９が有効化され、タップ係数Ｔが“１１”を示すときは比較器５２ｃ−１〜５２ｃ−５５が有効化される。また、タップ係数Ｔが“１３”を示すときは比較器５２ｃ−１〜５２ｃ−６４が有効化され、タップ係数Ｔが“１５”を示すときは比較器５２ｃ−１〜５２ｃ−７９が有効化される。タップ係数Ｔが“０”を示すときは、比較器５２ｃ−１〜５２ｃ−７９は全て無効とされる。
【００４３】
セレクタ５２ｓ−７によって選択されたデータは、データＤ＿ＭＥＤとして適応型メディアンフィルタ５２から出力される。また、適応型メディアンフィルタ５２から出力されたデータＤ＿ＭＡＸは、Ｙデータとして信号処理回路２０から出力される。
【００４４】
図３に戻って、ＹＵＶ変換回路４６によって生成されたＵデータおよびＶデータは、そのまま信号処理回路２０から出力されるとともに、それぞれ１Ｈ遅延線５４ａおよび５４ｂを介して彩度／色相演算回路５６に与えられる。彩度／色相演算回路５６は、数１に従って彩度Ｃを算出し、数２に従って色相Ｈを算出する。
【００４５】
【数１】
Ｃ＝（Ｕ^２＋Ｖ^２）^１／２
【００４６】
【数２】
Ｈ＝ａｒｃｔａｎ（Ｕ／Ｖ）
領域判別／係数決定回路５８は、算出された彩度Ｃおよび色相Ｈが図９に示すゾーンＺｕｖ０〜Ｚｕｖ５のいずれに属するかを判別する。具体的には、彩度Ｃを閾値ＴＨＣと比較し、色相Ｈを閾値ＴＨＨ１〜ＴＨＨ４の各々と比較して、彩度Ｃおよび色相Ｈが属するゾーンを判別する。
【００４７】
なお、ゾーンＺｕｖ０には無彩色が分布し、ゾーンＺｕｖ１およびＺｕｖ５には青色が分布する。また、ゾーンＺｕｖ２には赤色が分布し、ゾーンＺｕｖ３には黄色が分布し、ゾーンＺｕｖ４には緑色が分布する。３原色である赤色，緑色および青色の他に黄色に対応するゾーンＺｕｖ３を形成するようにしたのは、このゾーンＺｕｖ３に肌色が含まれ、肌色について特別な処理を行うためである。
【００４８】
たとえばゾーンＺｕｖ０が判別されると、領域判別／係数決定回路５８は、図１０に示すように数値ＴＨ０Ｚ０〜ＴＨ３Ｚ０を閾値ＴＨＬ０〜ＴＨＬ３として決定する。領域判別／係数決定回路５８はその後、適応型メディアンフィルタ５２から出力されたデータＤ＿ＭＡＸを閾値ＴＨＬ０〜ＴＨＬ３の各々と比較し、比較結果に応じてタップ係数Ｔを“９”，“１１”，“１３”，“１５”および“０”の中から決定する。適応型メディアンフィルタ５２には、こうして決定されたタップ係数Ｔが与えられる。
【００４９】
領域判別／係数決定回路５８は、図８に示すように構成される。色相Ｈは比較器５８ｃ−１〜５８ｃ−４で閾値ＴＨＨ１〜ＴＨＨ４と比較され、彩度Ｃは比較器５８ｃ−５において閾値ＴＨＣと比較される。比較器５８ｃ−１から出力される比較データｃｐｈ１は、Ｈ＞ＴＨＨ１のとき“１”を示し、Ｈ≦ＴＨＨ１のとき“０”を示す。比較器５８ｃ−２から出力される比較データｃｐｈ２は、Ｈ＞ＴＨＨ２のとき“１”を示し、Ｈ≦ＴＨＨ２のとき“０”を示す。比較器５８ｃ−３から出力される比較データｃｐｈ３は、Ｈ＞ＴＨＨ３のとき“１”を示し、Ｈ≦ＴＨＨ３のとき“０”を示す。比較器５８ｃ−４から出力される比較データｃｐｈ４は、Ｈ＞ＴＨＨ４のとき“１”を示し、Ｈ≦ＴＨＨ４のとき“０”を示す。比較器５８ｃ−５から出力される比較データｃｐｃは、Ｃ＞ＴＨＣのとき“１”を示し、Ｃ≦ＴＨＣのとき“０”を示す。
【００５０】
第１デコーダ５８ｄ−１は、比較データｃｐｈ１〜ｃｐｈ４およびｃｐｃに基づいてゾーン判別データＺＵＶを生成する。このとき、比較データｃｐｈ１〜ｃｐｈ４およびｃｐｃとゾーン判別データとの間には、図１１に示す関係が成り立つ。図１１において“Ｘ”はデータ値が“０”および“１”のいずれでもよいことを示す。また、ゾーン判別データＺＵＶが取り得る数値“０”〜“５”はそれぞれ、図９に示すゾーンＺｕｖ０〜Ｚｕｖ５に対応する。
【００５１】
図１１によれば、比較データｃｐｃが“０”であれば、ゾーン判別データＺＵＶは“０”を示す。比較データｃｐｈ１〜ｃｐｈ４の各々が“０”でかつ比較データｃｐｃが“１”であれば、ゾーン判別データＺＵＶは“１”を示す。比較データｃｐｈ１およびｃｐｃの各々が“１”でかつ比較データｃｐｈ２〜ｃｐｈ４の各々が“０”であれば、ゾーン判別データＺＵＶは“２”を示す。比較データｃｐｈ１，ｃｐｈ２およびｃｐｃの各々が“１”でかつ比較データｃｐｈ３およびｃｐｈ４が“０”であれば、ゾーン判別データＺＵＶは“３”を示す。比較データｃｐｈ１〜ｃｐｈ３およびｃｐｃの各々が“１”でかつ比較データｃｐｈ４が“０”であれば、ゾーン判別データＺＵＶは“４”を示す。比較データｃｐｈ１〜ｃｐｈ４およびｃｐｃｌの全てが“１”であれば、ゾーン判別データＺＵＶは“５”を示す。
【００５２】
セレクタ５８ｓ−１，５８ｓ−２，５８ｓ−３および５８ｓ−４はそれぞれ、ＺＵＶ＝０のとき閾値ＴＨ０Ｚ０，ＴＨ１Ｚ０，ＴＨ２Ｚ０およびＴＨ３Ｚ０を選択し、ＺＵＶ＝１のとき閾値ＴＨ０Ｚ１，ＴＨ１Ｚ１，ＴＨ２Ｚ１およびＴＨ３Ｚ１を選択する。また、ＺＵＶ＝２のとき閾値ＴＨ０Ｚ２，ＴＨ１Ｚ２，ＴＨ２Ｚ２およびＴＨ３Ｚ２を選択し、ＺＵＶ＝３のとき閾値ＴＨ０Ｚ３，ＴＨ１Ｚ３，ＴＨ２Ｚ３およびＴＨ３Ｚ３を選択する。さらに、ＺＵＶ＝４のとき閾値ＴＨ０Ｚ４，ＴＨ１Ｚ４，ＴＨ２Ｚ４およびＴＨ３Ｚ４を選択し、ＺＵＶ＝５のとき閾値ＴＨ０Ｚ５，ＴＨ１Ｚ５，ＴＨ２Ｚ５およびＴＨ３Ｚ５を選択する。
【００５３】
ここで、ゾーンＺｕｖ１〜ゾーンＺｕｖ５にそれぞれ対応する閾値ＴＨ＊Ｚ１〜ＴＨ＊Ｚ５（＊：０〜３）は、図１３に示す標準比視感度を示す曲線Ａと相関関係を有する。詳しく説明すると、曲線Ｂ０〜Ｂ３は、曲線Ａに反比例する曲線である。閾値ＴＨ０Ｚ１〜ＴＨ０Ｚ５は曲線Ｂ０に沿って分布し、閾値ＴＨ１Ｚ１〜ＴＨ１Ｚ５は曲線Ｂ１に沿って分布し、閾値ＴＨ２Ｚ１〜ＴＨ２Ｚ５は曲線Ｂ２に沿って分布し、そして閾値ＴＨ３Ｚ１〜ＴＨ３Ｚ５は曲線Ｂ３に沿って分布する。なお、標準比視感度曲線とは、人間の視覚が黄色や緑色の光には敏感な一方、赤色や青色の光には鈍感であることを表す曲線である。
【００５４】
図８に戻って、セレクタ５８ｓ−１で選択された閾値は閾値ＴＨＬ０として比較器５８ｃ−６に与えられ、セレクタ５８ｓ−２で選択された閾値は閾値ＴＨＬ１として比較器５８ｃ−７に与えられる。また、セレクタ５８ｓ−３で選択された閾値は閾値ＴＨＬ２として比較器５８ｃ−８に与えられ、そしてセレクタ５８ｓ−４で選択された閾値は閾値ＴＨＬ３として比較器５８ｃ−９に与えられる。
【００５５】
比較器５８ｃ−６〜５８ｃ−９はそれぞれ、セレクタ５８ｓ−１〜５８ｓ−４から与えられた閾値ＴＨＬ０〜ＴＨＬ３を適応型メディアンフィルタ７０から出力されたデータＤ＿ＭＡＸと比較する。比較器５８ｃ−６から出力される比較データｃｐｌ０は、Ｄ＿ＭＡＸ＞ＴＨＬ０のとき“１”を示し、Ｄ＿ＭＡＸ≦ＴＨＬ０のとき“０”を示す。比較器５８ｃ−７から出力される比較データｃｐｌ１は、Ｄ＿ＭＡＸ＞ＴＨＬ１のとき“１”を示し、Ｄ＿ＭＡＸ≦ＴＨＬ１のとき“０”を示す。比較器５８ｃ−８から出力される比較データｃｐｌ２は、Ｄ＿ＭＡＸ＞ＴＨＬ２のとき“１”を示し、Ｄ＿ＭＡＸ≦ＴＨＬ２のとき“０”を示す。比較器５８ｃ−９から出力される比較データｃｐｌ３は、Ｄ＿ＭＡＸ＞ＴＨＬ３のとき“１”を示し、Ｄ＿ＭＡＸ≦ＴＨＬ３のとき“０”を示す。
【００５６】
第２デコーダ５８ｄ−２は、比較データｃｐｌ０〜ｃｐｌ３に基づいてタップ係数Ｔを生成する。このとき、比較データｃｐｌ０〜ｃｐｌ３とタップ係数Ｔとの間には、図１２に示す関係が成り立つ。
【００５７】
図１２によれば、比較データｃｐｌ０〜ｃｐｌ３の全てが“０”であれば、タップ係数Ｔは“９”を示す。比較データｃｐｌ０が“１”でかつ比較データｃｐｌ１〜ｃｐｌ３が“０”であれば、タップ係数Ｔは“１１”を示す。比較データｃｐｌ０およびｃｐｌ１が“１”でかつ比較データｃｐｌ２およびｃｐｌ３が“０”であれば、タップ係数Ｔは“１３”を示す。比較データｃｐｌ０〜ｃｐｌ２が“１”でかつ比較データｃｐｌ３が“０”であれば、タップ係数Ｔは“１５”を示す。比較データｃｐｌ０〜ｃｐｌ３の全てが“１”であれば、タップ係数Ｔは“０”を示す。
【００５８】
したがって、データＤ＿ＭＡＸが大きいほど、タップ係数Ｔは“９”，“１１”，“１３”および“１５”の中で大きい値を示し、データＤ＿ＭＡＸが小さいほど、タップ係数Ｔは“９”，“１１”，“１３”および“１５”の中で小さい値を示す。このため、データＤ＿ＭＡＸが大きいほどフィルタの効き具合が弱くなり、データＤ４が選択され易くなる。逆に、データＤ＿ＭＡＸが小さいほどフィルタの効き具合が強くなり、データＤ４が選択され難くなる。
【００５９】
以上の説明からわかるように、図３に示すＹＵＶ変換回路４６から出力されたＹデータのノイズ成分は、適応型メディアンフィルタ５２によって除去される。彩度／色相演算回路５６は、ＹＵＶ変換回路４６から出力されたＵデータおよびＶデータに基づいて彩度Ｃおよび色相Ｈを算出する。算出された彩度Ｃは図８に示す比較器５８ｃ−５によって閾値ＴＨＣと比較され、色相Ｈは図８に示す比較器５８ｃ−１〜５８ｃ−４によって閾値ＴＨＨ１〜ＴＨＨ４と比較される。第１デコーダ５８ｄ−１は、比較器５８ｃ−５から出力された比較データｃｐｃと比較器５８ｃ−１〜５８ｃ−４から出力された比較データｃｐｈ１〜ｃｐｈ４とに基づいてゾーン判別データＺＵＶを出力する。これによって、注目画素の色評価結果が得られる。
【００６０】
セレクタ５８ｓ−１〜５８ｓ−４は、ゾーン判別データＺＵＶに対応する数値を持つ閾値ＴＨＬ０〜ＴＨＬ３を出力する。注目画素に関連するＹデータであるデータＤ＿ＭＡＸは、比較器５８ｃ−６〜５８ｃ−９によって閾値ＴＨＬ０〜ＴＨＬ３と比較される。これによって、注目画素に関連する明るさ評価結果が得られる。第２デコーダ５８ｄ−２は、比較器５８ｃ−６〜５８ｃ−９から出力された比較データｃｐｌ０〜ｃｐｌ３に基づいて、タップ係数Ｔを決定する。
【００６１】
閾値ＴＨＬ０〜ＴＨＬ３は人間の比視感度特性に反比例する数値を示し、フィルタの効き具合は、比視感度特性に反比例するように変更される。また、タップ係数ＴはデータＤ＿ＭＡＸが低いほど小さくなり、これによって画像が低輝度であるほどフィルタの効き具合が強くなる。
【００６２】
人間の視覚は、黄色や緑色の光には敏感な一方、赤色や青色の光には鈍感である。このことは、黄色や緑色の信号成分に対するフィルタ特性を強くすると解像感が低下すること、および赤色や青色の信号成分に対するフィルタ特性を強くしても解像感は低下しないことを意味する。そこで、この実施例では、人間の比視感度に反比例するように適応型メディアンフィルタ５２の特性を変更するようにしている。これによって、人間の視覚が敏感である黄色や緑色ではフィルタ特性が弱められ、解像感の低下が防止される。また、人間の視覚が鈍感である赤色や青色ではフィルタ特性が強くされ、ノイズが除去される。こうして解像感の維持とノイズの低減とが両立し、良好なフィルタ処理が可能となる。
【００６３】
また、図３に示すγ補正回路４２は、ＹＵＶ変換回路４６のＹＵＶ変換に先立って生画像データにγ補正を施す。γ補正では、低輝度成分の増幅度が高輝度成分の増幅度よりも大きい。これは、低輝度の信号成分に重畳されたノイズが目立つことを意味する。そこで、この実施例では、輝度が低いほどフィルタの効き具合を強くするようにしている。これによって、低輝度部分に重畳されたノイズを目立たなくすることができる。なお、低輝度部分では解像感の維持は重要ではないので、ここでもノイズの低減と解像感の維持とが両立する。
【００６４】
他の実施例のディジタルカメラ１０は、信号処理回路２０が図１４に示すように構成される点を除き、図１実施例と同様である。このため、異なる点を中心に説明し、同様の部分の重複した説明は省略する。
【００６５】
図１４を参照して、生画像データは、５ライン毎にＲＢブロック化回路６４およびＧブロック化回路６６に与えられる。つまり、注目する５ラインのうち、１ライン目の生画像データはそのままＲＢブロック化回路６４およびＧブロック化回路６６に与えられ、２ライン目の生画像データは１Ｈ遅延線６２ａを介してＲＢブロック化回路６４およびＧブロック化回路６６に与えられ、３ライン目の生画像データは１Ｈ遅延線６２ａおよび６２ｂを介してＲＢブロック化回路６４およびＧブロック化回路６６に与えられる。また、４ライン目の生画像データは１Ｈ遅延線６２ａ〜６２ｃを介してＲＢブロック化回路６４およびＧブロック化回路６６に与えられ、５ライン目の生画像データは１Ｈ遅延線６２ａ〜６２ｄを介してＲＢブロック化回路６４およびＧブロック化回路６６に与えられる。
【００６６】
したがって、或る１ライン期間にＲＢブロック化回路６４およびＧブロック化回路６６に与えられる５ライン分の生画像データと、次の１ライン期間にＲＢブロック化回路６４およびＧブロック化回路６６に与えられる５ライン分の生画像データとの間では、４ラインの重複が生じる。
【００６７】
ＲＢブロック化回路６４は、注目する水平５画素×垂直５画素のマトリクスが図１５（Ａ）に示すパターンを形成するとき、Ｒの色情報を有する９画素の画素データをデータＤ０〜Ｄ８として抽出する。ＲＢブロック化回路６４はまた、注目する水平５画素×垂直５画素のマトリクスが図１５（Ｂ）に示すパターンを形成するとき、Ｂの色情報を有する９画素の画素データをデータＤ０〜Ｄ８として抽出する。一方、Ｇブロック化回路６６は、注目する水平５画素×垂直５画素のマトリクスが図１５（Ｃ）に示すパターンを形成するとき、Ｇの色情報を有する９画素の画素データをデータＤ０〜Ｄ８として抽出する。
【００６８】
この実施例でも、データＤ４が、抽出された９画素の中央に存在する画素のデータとなる。したがって、データＤ４を“注目画素データ”と定義し、データＤ０〜Ｄ３およびＤ５〜Ｄ９を“周辺画素データ”と定義する。
【００６９】
セレクタ６８は、図１５（Ａ）または図１５（Ｂ）に示すパターンが形成されるときＲＢブロック化回路６４を選択し、図１５（Ｃ）に示すパターンが形成されるときＧブロック化回路６６を選択する。したがって、Ｒの色情報のみを有する９画素の画素データ，Ｇの色情報のみを有する９画素の画素データあるいはＢの色情報のみを有する９画素の画素データが、適応型メディアンフィルタ７０に入力される。
【００７０】
適応型メディアンフィルタ７０は、図３に示す適応型メディアンフィルタ５２と同じ構成を有し、入力されたデータＤ０〜Ｄ８のうち数値が最も大きいデータがデータＤ＿ＭＡＸとして明るさ判別回路７２に入力される。明るさ判別回路７２は、入力されたデータＤ＿ＭＡＸの値を閾値ＴＨ１〜ＴＨ４（ＴＨ１＜ＴＨ２＜ＴＨ３＜ＴＨ４）の各々と比較し、比較結果に応じたタップ係数Ｔを適応型メディアンフィルタ７０に入力する。
【００７１】
図１６を参照して、Ｄ＿ＭＡＸ＜ＴＨ１であれば、適応型メディアンフィルタ７０に入力されるタップ係数Ｔは“９”を示す。ＴＨ１≦Ｄ＿ＭＡＸ＜ＴＨ２であれば、適応型メディアンフィルタ７０に入力されるタップ係数Ｔは“１１”を示す。ＴＨ２≦Ｄ＿ＭＡＸ＜ＴＨ３であれば、適応型メディアンフィルタ７０に入力されるタップ係数Ｔは“１３”を示す。ＴＨ３≦Ｄ＿ＭＡＸ＜ＴＨ４であれば、適応型メディアンフィルタ７０に入力されるタップ係数Ｔは“１５”を示す。ＴＨ４≦Ｄ＿ＭＡＸであれば、適応型メディアンフィルタ７０に入力されるタップ係数Ｔは“０”を示す。
【００７２】
したがって、データＤ＿ＭＡＸが大きいほど、タップ係数Ｔは“９”，“１１”，“１３”および“１５”の中で大きい値を示し、データＤ＿ＭＡＸが小さいほど、タップ係数Ｔは“９”，“１１”，“１３”および“１５”の中で小さい値を示す。このため、データＤ＿ＭＡＸが大きいほどフィルタの効き具合が弱くなり、データＤ４が選択され易くなる。逆に、データＤ＿ＭＡＸが小さいほどフィルタの効き具合が強くなり、データＤ４が選択され難くなる。
【００７３】
適応型メディアンフィルタ７０から出力された生画像データは、白バランス調整回路７４およびγ補正回路７６を経て色分離回路７８に与えられ、各画素がＲ，ＧおよびＢの全ての色情報を有する補間画像データに変換される。変換された補間画像データは、その後ＹＵＶ変換回路８０を経て出力される。
【００７４】
以上の説明から分かるように、生画像データに含まれるノイズ成分は、適応型メディアンフィルタ７０によって除去される。明るさ、判別回路７２は、注目画素に関連するデータＤ＿ＭＡＸによって画像の明るさを評価し、評価結果に基づいてタップ係数Ｔを変更する。これによって、適応型メディアンフィルタ７０のフィルタ特性の変更に画像の明るさが反映される。また、生画像データは、各画素がＲ，ＧまたはＧの色情報のみを有するデータである。このような画像データにフィルタ処理を施すことで、カラーノイズが抑制される。これによって、良好なフィルタ処理が実現される。
【００７５】
なお、この実施例では、メディアンフィルタの改良型を用いるようにしたが、フィルタの特性を変更できる限り、ガウシアンフィルタなどの別のフィルタを用いてもよい。また、この実施例では、ディジタルカメラを用いて説明したが、この発明は、テレビジョン受像機やビデオレコーダなどの画像信号処理装置にも適用できる。さらに、この実施例では、データＤ０〜Ｄ８のうち数値が最大となるデータをデータＤ＿ＭＡＸとして、このデータＤ＿ＭＡＸを図８に示す比較器５８ｃ−６〜５８ｃ−９に与えているが、データＤ＿ＭＡＸに代えてデータＤ４を比較器５８ｃ−６〜５８ｃ−９に与えるようにしてもよい。この場合、常に注目画素の明るさが評価される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１実施例に適用される色フィルタの構成の一例を示す図解図である。
【図３】図１実施例に適用される信号処理回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図３実施例に適用されるブロック化回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図３実施例に適用される適応型メディアンフィルタの構成の一例を示すブロック図である。
【図６】図５に示す適応型メディアンフィルタの動作の一部を示す図解図である。
【図７】図５に示す適応型メディアンフィルタの動作の他の一部を示す図解図である。
【図８】図３実施例に適用される領域判別／係数決定回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図９】図８に示す領域判別／係数決定回路の動作の一部を示す図解図である。
【図１０】図８に示す領域判別／係数決定回路の動作の他の一部を示す図解図である。
【図１１】図８に示す領域判別／係数決定回路の動作のその他の一部を示す図解図である。
【図１２】図８に示す領域判別／係数決定回路の動作のさらにその他の一部を示す図解図である。
【図１３】この発明の他の実施例に適用される信号処理回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】標準比視感度曲線を示すグラフである。
【図１５】図１３実施例の動作の一部を示す図解図である。
【図１６】図１３実施例の動作の他の一部を示す図解図である。
【符号の説明】
１０…ディジタルカメラ
２０…信号処理回路
４２，７６…γ補正回路
４６，８０…ＹＵＶ変換回路
５２，７０…適応型メディアンフィルタ
５６…彩度／色相演算回路
５８…領域判別／係数決定回路

Claims

色分離信号を輝度信号および色差信号に変換する変換手段、
前記変換手段により変換された輝度信号を画素ブロック単位に出力するブロック化手段、
前記画素ブロックに対応する色差信号に基づいて色成分を評価する色評価手段、
前記色評価手段の出力に基づいて前記ブロック化手段から出力された輝度信号のノイズ成分を除去するフィルタ手段を具え、
前記色評価手段は前記色差信号に基づいて彩度および色相を検出し、当該検出した彩度および色相を標準比視感度曲線に反比例した値と比較して前記フィルタ手段のフィルタ係数を決定することを特徴とする画像信号処理装置。