JP4363125B2 - Image signal processing device, viewfinder, display device, image signal processing method, recording medium, and program - Google Patents
Image signal processing device, viewfinder, display device, image signal processing method, recording medium, and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP4363125B2 JP4363125B2 JP2003301204A JP2003301204A JP4363125B2 JP 4363125 B2 JP4363125 B2 JP 4363125B2 JP 2003301204 A JP2003301204 A JP 2003301204A JP 2003301204 A JP2003301204 A JP 2003301204A JP 4363125 B2 JP4363125 B2 JP 4363125B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter coefficient
- image signal
- filter
- threshold
- numerical value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Picture Signal Circuits (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Description
本発明は、画像信号の処理装置に関する。また、同技術を適用したビューファインダ及び表示装置に関する。また、同技術を実現する画像信号処理方法及びプログラムに関する。また、同プログラムを記録した記録媒体に関する。 The present invention relates to an image signal processing apparatus. The present invention also relates to a viewfinder and a display device to which the technology is applied. The present invention also relates to an image signal processing method and program for realizing the technology. The present invention also relates to a recording medium on which the program is recorded.
今日、画像には非常に高い画質が求められる。特に、大画面では、撮像時のわずかな焦点のずれが画質に影響する。このため、レンズの焦点合わせが非常に重要になる。
ところが、撮像する画像は、必ずしも焦点合わせの容易な絵柄ばかりではない。例えば、コントラストの低い絵柄は焦点合わせが難しい。焦点がずれてもコントラストの変化を確認しづらいからである。
このため、コントラストの低い絵柄に焦点を合わしたい場合には、コントラスト強調後の撮像信号を用いて焦点合わせが行われる。
However, the image to be picked up is not always a picture that is easy to focus on. For example, it is difficult to focus on a pattern with low contrast. This is because it is difficult to confirm a change in contrast even when the focus is shifted.
For this reason, when it is desired to focus on a picture with low contrast, focusing is performed by using an imaging signal after contrast enhancement.
ところで、従来装置では、図1(A)に示すように、撮像信号の利得を変化させてコントラストを調整する。この際、コントラストの調整は画面全体に作用する。このため、図1(B)に示すような黒潰れや白潰れが発生し、絵柄が見づらくなる問題があった。 By the way, in the conventional apparatus, as shown in FIG. 1A, the contrast is adjusted by changing the gain of the imaging signal. At this time, the contrast adjustment affects the entire screen. For this reason, there is a problem that black crushing or white crushing occurs as shown in FIG.
本発明は、以上の問題を考慮してなされたものであり、着目する画像部分のみを選択的に強調して画像の絵柄を見やすくすることを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object thereof is to selectively emphasize only an image portion of interest and make it easy to see the picture of the image .
本発明は、入力された画像信号に係る各画素毎に該各画素の周辺画素とのコントラストを示す数値を算出するコントラスト検出部と、コントラストを示す数値の絶対値が第一の閾値より大きい場合はフィルタ係数を0に決定し、数値の絶対値が第一の閾値と、第一の閾値よりも小さい第二の閾値との間である場合はフィルタ係数を数値を変数とする所定のn(nは2以上の自然数)次関数で決定し、数値の絶対値が第二の閾値より小さい場合はフィルタ係数を0に決定するフィルタ係数算出部と、フィルタ係数が0のとき全域通過特性になり、フィルタ係数が1に近づくほど遮蔽周波数が低くなり、フィルタ係数が1のとき直流まで完全に遮断される、フィルタ係数算出部で決定されたフィルタ係数に基づいて画像信号を各画素に係る信号毎に濾波するローパスフィルタ部と、ローパスフィルタ部からの出力を画像信号から減算する減算部と、減算部からの出力に、予め設定された所定の利得を乗算する増幅部と、増幅部からの出力を、入力された画像信号に加算する合成部とを備えるものである。
なお、提案する画像処理技術は、輝度信号と色信号(色差信号を含む。)のそれぞれについて個別にコントラストを調整する場合に、また原色信号のそれぞれについて個別にコントラストを調整する場合に適用することができる。
The present invention provides a contrast detection unit that calculates a numerical value indicating contrast with a peripheral pixel of each pixel related to an input image signal, and an absolute value of the numerical value indicating contrast is greater than a first threshold value Determines the filter coefficient as 0, and when the absolute value of the numerical value is between the first threshold value and a second threshold value smaller than the first threshold value, the filter coefficient is set to a predetermined value n (a variable). n is a natural number greater than or equal to 2) and is determined by a linear function. When the absolute value of the numerical value is smaller than the second threshold, the filter coefficient calculation unit determines the filter coefficient to 0, and when the filter coefficient is 0, the all-pass characteristic As the filter coefficient approaches 1, the shielding frequency decreases, and when the filter coefficient is 1, the image signal is completely blocked up to direct current, based on the filter coefficient determined by the filter coefficient calculation unit, for each signal related to each pixel. A low-pass filter unit for filtering, a subtracting unit for subtracting the output from the low-pass filter unit from the image signal, an amplifying unit for multiplying the output from the subtracting unit by a predetermined gain, and an output from the amplifying unit And a synthesizing unit for adding to the input image signal .
Note that the proposed image processing technique is applied when the contrast is individually adjusted for each of the luminance signal and the color signal (including the color difference signal), and when the contrast is individually adjusted for each of the primary color signals. Can do.
本発明の一態様は、画像信号のうちコントラストの低い部分だけを選択的に抽出するフィルタである。このフィルタの出力には、画像信号のうち低コントラスト成分だけが現れる。従って、抽出された低コントラスト成分だけを選択的に増幅することが可能になる。このフィルタを用いれば、例えば、以下の画像処理装置を実現できる。 One embodiment of the present invention is a filter that selectively extracts only a low-contrast portion of an image signal. Only the low contrast component of the image signal appears in the output of this filter. Therefore, only the extracted low contrast component can be selectively amplified. By using this filter, for example, the following image processing apparatus can be realized.
図3に、本発明の一態様である画像処理装置を示す。この画像処理装置は主に2つの機能部を有する。機能の一つは、前述のフィルタである。すなわち、画像信号S1のうちコントラストの低い部分だけを選択的に抽出するフィルタ1である。他の機能の一つは、フィルタ1の出力信号S2と、フィルタ1の入力信号である画像信号S1とを合成して出力する合成器2である。合成器2には、例えば加算器を用いれば良い。
FIG. 3 illustrates an image processing device which is one embodiment of the present invention. This image processing apparatus mainly has two functional units. One of the functions is the aforementioned filter. That is, the
ここで、コントラストとは画像の明暗差(範囲)のことである。そして、コントラストが低い部分とは、周辺画像との明暗差が小さい画像のことをいう。ここでの部分には単一画素だけでなく、複数画素も含む。合成器2からは、画像信号S1にフィルタ出力S2を合成した合成出力S3が出力される。この合成出力S3に含まれる低コントラスト成分の信号振幅は、入力信号である画像信号S1の2倍になっている。勿論、フィルタ1で抽出されなかった信号成分はそのままである。低コントラスト信号だけが強調されるため、黒潰れや白潰れは生じることはない。
Here, the contrast is the contrast (range) of the image. The low contrast portion refers to an image having a small contrast with the surrounding image. This portion includes not only a single pixel but also a plurality of pixels. The combiner 2 outputs a combined output S3 obtained by combining the filter output S2 with the image signal S1. The signal amplitude of the low contrast component included in the combined output S3 is twice that of the image signal S1 that is the input signal. Of course, the signal component not extracted by the
図4に、本発明の他の一形態である画像処理装置を示す。この画像処理装置は主に3つの機能部を有する。機能部のうち2つは第2の形態と同じである。残る一つの機能部は、フィルタ1の出力信号S2を増幅して出力する増幅器3である。なお、増幅器3の出力信号S4は合成器2の入力となる。この形態に係る発明では、低コントラスト成分S2を一段と強調することができる。従って、画面上でのコントラストが増加し、原画像では確認の難しかった低コントラスト部分の確認が容易になる。ここで、増幅度は固定値とすることもできるし、制御信号により可変制御することもできる。
FIG. 4 shows an image processing apparatus which is another embodiment of the present invention. This image processing apparatus mainly has three functional units. Two of the functional units are the same as in the second embodiment. The remaining functional unit is an
図5に、本発明の他の一形態である画像処理装置を示す。この画像処理装置は主に4つの機能部を有する。機能部のうち3つは第3の形態と同じである。ただし、増幅器3として、増幅度がn−1倍(nは1より大きい実数)で与えられるものを使用する。この場合、合成出力S3には、低コントラスト成分S2をn倍に増幅した信号成分が現れる。勿論この場合も、他の信号成分については増幅されずに出力される。
FIG. 5 shows an image processing apparatus which is another embodiment of the present invention. This image processing apparatus mainly has four functional units. Three of the functional units are the same as in the third embodiment. However, an
残る一つの機能部は、増幅器3による増幅を打ち消すように、合成器2の出力信号S3を減衰して出力する減衰器4である。減衰器4は、合成器2の出力信号S3を1/m倍(mは2以上の実数)する。なお、nとmは独立に任意の値を設定し得る。好ましくは、mはnと同じか、nとほぼ同じ数値であることが望ましい。nとmがほぼ同じ値の場合、減衰器4の出力信号S5には、画像信号S1の低コントラスト成分が原画像とほぼ同じコントラストで現れる一方、他のコントラスト成分が1/mに圧縮されて現れる。
The remaining one functional unit is an
この形態は、画像信号S1のコントラストの高すぎる部分だけを選択的にコントラストを低下させるものである。この手法によっても、原画像の模様は損なわずに、低コントラスト部分を見やすい画像に変換することができる。なお、減衰器4の出力信号S5を増幅すれば、黒潰れや白潰れなくコントラストを全体的に高めることができるのは言うまでもない。
In this form, the contrast is selectively lowered only in a portion where the contrast of the image signal S1 is too high. Also by this method, the pattern of the original image can be converted into an image that is easy to see without losing the pattern of the original image. Needless to say, if the output signal S5 of the
なお、この形態の場合にも増幅器3の増幅度は可変制御とすることもできる。ただし、その場合には、増幅度の制御に連動して減衰度も制御することが望ましい。例えば、増幅度を上げる場合には減衰度も同様に上げるように制御する。反対に増幅度を下げる場合は、減衰度も同様に下げるように制御する。
Even in this embodiment, the amplification degree of the
なお、第1の形態〜第4の形態におけるフィルタ1は、次の2つの機能部で構成されるものが望ましい。図6にフィルタ1の構成例を示す。機能部の1つは、コントラストが高い部分では、入力信号S1がそのまま出力信号S6として現れる一方で、コントラストが低い部分では、低いほど出力信号S6に現れる信号成分が直流成分に近づくように入出力特性が変化するローパスフィルタ1Aである。もう一つの機能部は、ローパスフィルタ1Aの出力信号S6をローパスフィルタ1Aの入力信号S1から減算する減算器1Bである。
Na us,
このフィルタ1の場合、高コントラスト成分の画像信号S1は、減算器1Bに入力される出力信号S6によりキャンセルされてしまう。一方、低コントラスト成分の画像信号S1は、出力信号S6がほぼ直流成分であるために、キャンセルされることなく減算器1Bから出力される。すなわち、低コントラスト成分が抽出される。
In the case of this
なお、入出力特性の変化は、低コントラスト部で少なく、コントラストが大きくなるに従って急速に大きくなるものが好ましい。例えば、低コントラスト成分に対する通過域は直流近辺でほとんど変化しないが、コントラストが大きくなるに従って通過域が急速に高域まで拡大するものが好ましい。かかる入出力特性を持たせることにより、抽出する信号成分の選択能力を高めることができる。 It is preferable that the change in input / output characteristics is small in the low-contrast portion and rapidly increases as the contrast increases. For example, it is preferable that the pass band for the low contrast component hardly changes in the vicinity of the direct current, but the pass band rapidly expands to the high band as the contrast increases. By providing such input / output characteristics, the ability to select the signal components to be extracted can be enhanced.
また、通過域に関する特性は連続的に変化するものでも良いし、複数の通過域の組の中から選択するものでも良い。例えば、コントラストと通過域との対応関係をルックアップテーブル(記憶媒体)に格納しておいて、適切な通過域のローパスフィルタを選択的に使用しても良い。 The characteristics relating to the pass band may be continuously changed, or may be selected from a plurality of sets of pass bands. For example, the correspondence between the contrast and the pass band may be stored in a lookup table (storage medium), and a low pass filter having an appropriate pass band may be selectively used.
なお、このローパスフィルタは、コントラストが雑音レベル近くまで低くなると、出力信号に入力信号がそのまま現れるように入出力特性が変化することがより望ましい。かかる形態を採用すると、雑音及び雑音と区別できないほどコントラストの低い信号成分を減算器1Bでキャンセルすることができる。よって、本来の絵柄とは異なる雑音が強調されるのを防止できる。 It is more desirable for the low-pass filter to change its input / output characteristics so that the input signal appears as it is in the output signal when the contrast is lowered to near the noise level. When such a form is employed, noise and a signal component having such a low contrast that it cannot be distinguished from noise can be canceled by the subtractor 1B. Therefore, it is possible to prevent noise different from the original pattern from being emphasized.
また、この形態では、画像信号のコントラストに応じたフィルタ係数を発生し、ローパスフィルタ1Aの入出力特性を適応的に可変させる係数発生部を有することが望ましい。この場合には、ローパスフィルタ1Aが1つで済むため回路規模を小型化できる。なお、係数発生部は、コントラストとフィルタ係数との対応関係を格納するルックアップテーブル(記憶媒体)でも良い。また、同様の関係を演算回路で算出するものでも良いし、同様の関係をソフトウェア的に算出するものでも良い。 In this embodiment, it is desirable to have a coefficient generator that generates filter coefficients corresponding to the contrast of the image signal and adaptively varies the input / output characteristics of the low-pass filter 1A. In this case, the circuit scale can be reduced because only one low-pass filter 1A is required. The coefficient generation unit may be a lookup table (storage medium) that stores the correspondence between contrast and filter coefficients. Further, a similar relationship may be calculated by an arithmetic circuit, or a similar relationship may be calculated by software.
なお、第1の形態〜第4の形態における画像信号のコントラストは、対象画素を含む周辺画素間の信号レベル差に基づいて判定されることが望ましい。周辺画素間の情報を使用することによりコントラストの検出精度を高めることができる。 Na us, the contrast of the image signal in the first embodiment to the fourth embodiment, it is desirable to be determined on the basis of the signal level difference between peripheral pixels including the target pixel. By using information between peripheral pixels, the contrast detection accuracy can be increased.
また、画像信号のコントラストは、隣接する2つの画素間の信号レベル差に基づいて判定されることが望ましい。2つの画素間の情報によっても実用に耐える精度を実現できる。この場合は、コントラストの検出に要する回路が単純で済み、回路規模を小型化できる。因みに、2つの画素は、画面上で水平方向に隣接する画素でも良いし、画面上で垂直方向に隣接する画素でも良い。 The contrast of the image signal is desirably determined based on a signal level difference between two adjacent pixels. Accuracy that can withstand practical use can also be realized by information between two pixels. In this case, the circuit required for detecting the contrast is simple, and the circuit scale can be reduced. Incidentally, the two pixels may be pixels adjacent in the horizontal direction on the screen or pixels adjacent in the vertical direction on the screen.
本発明によれば、画像全体の視認性を損なうことなく、着目する画像部分のみを選択的に強調することができる。 According to the present invention, without impairing the visibility of the whole image, it can be selectively emphasized only the image portion component of interest.
以下、本発明の実施形態を説明する。なお、本明細書で特に図示又は記載されない特質は、当該技術分野において知られているものから選択されても良い。
以下の説明では、好適な実施の形態をハードウェアとして実現する場合について説明するが、かかるハードウェアと等価なコンピュータプログラムによっても実現できる。
Embodiments of the present invention will be described below. It should be noted that characteristics not particularly shown or described herein may be selected from those known in the art.
In the following description, a case in which the preferred embodiment is realized as hardware will be described, but it can also be realized by a computer program equivalent to such hardware.
本発明がコンピュータプログラムとして実現される場合、プログラムは、コンピュータ読取り可能な記憶媒体に記憶される。
この記憶媒体には、例えば、磁気ディスク(フレキシブルディスク又はハードディスク)又は磁気テープのような磁気記憶媒体、光ディスク、光テープ又はマシン読取り可能なバーコードのような光記憶媒体、ランダムアクセスメモリ(RAM)又はリードオンリメモリ(ROM)のような半導体記憶装置の他、コンピュータプログラムを記憶するために使用される他の物理装置又は媒体が含まれる。
When the present invention is implemented as a computer program, the program is stored in a computer-readable storage medium.
Examples of the storage medium include a magnetic storage medium such as a magnetic disk (flexible disk or hard disk) or magnetic tape, an optical storage medium such as an optical disk, an optical tape, or a machine-readable barcode, and a random access memory (RAM). In addition to semiconductor storage devices such as read only memory (ROM), other physical devices or media used to store computer programs are included.
また本発明がハードウェアで実現される場合、特定用途向け集積回路(ASIC)のような集積回路、又は当該技術分野において公知の他の手段として実現されてもよい。なお本発明は、ディジタル回路に限らず、アナログ回路としても実現できる。 Further, when the present invention is implemented in hardware, it may be implemented as an integrated circuit such as an application specific integrated circuit (ASIC) or other means known in the art. The present invention can be implemented not only as a digital circuit but also as an analog circuit.
(a)システム適用例
ここでは、本発明をビューファインダに適用する場合について説明する。なお、後述するように、本発明の適用例はビューファインダに限られるものではない。
図11に、ビューファインダのシステム構成例を示す。このビューファインダは、主に5つの回路ブロックで構成される。コントラスト強調回路20と、ピーキング回路30と、コントラスト・ブライトネス回路40と、表示デバイス駆動回路50と、表示デバイス60の5つである。
(A) System Application Example Here, a case where the present invention is applied to a viewfinder will be described. As will be described later, the application example of the present invention is not limited to the viewfinder.
FIG. 11 shows a system configuration example of the viewfinder. This viewfinder is mainly composed of five circuit blocks. The
この実施形態におけるコントラスト強調回路20は、低コントラスト成分を選択的に強調するための回路ブロックである。この回路ブロックは、前述した発明の一つの実施例に相当する。なお、コントラスト強調回路20には、固体撮像素子その他の撮像装置から撮像信号が入力される。このコントラスト強調回路20の詳細構成は後述する。
The
ピーキング回路30は、焦点合わせに適した高周波成分だけをパルス幅方向に伸長する回路ブロックである。この回路ブロックも、前述した発明の一つの実施例に相当する。なお、ピーキング回路30には、前段のコントラスト強調回路20の出力信号が入力される。このピーキング回路30の詳細構成も後述する。
The peaking
コントラスト・ブライトネス回路40は、コントラストとブライトネスを個別に調整するための回路ブロックである。この回路ブロックには既知のものを用いれば良い。従って、ここでのコントラスト調整は、全帯域を対象とした調整である。
表示デバイス駆動回路50は、表示デバイス60の駆動ブロックである。因みに、表示デバイス60には、一般に液晶パネルを使用する。なお一般に、被写体の確認に用いられる接眼部のものをビューファインダと言うが、ここでの表示デバイスはより大型の液晶モニタと呼ばれるものでも良い。また、表示デバイス駆動回路50と表示デバイス60とは、これらで一体のユニットを構成し、コントラスト強調回路20やピーキング回路30を搭載する撮像ユニットに対して外付けされるものでも良い。
The contrast /
The display
このように、本発明の実施例回路を2つ搭載する図11のビューファインダの場合には、低コントラスト部分へ焦点合わせの容易なだけでなく、高周波部分にも焦点合わせの容易なビューファインダを実現することができる。
なお、図11の場合には、本発明の適用例を説明するため、本発明の実施例回路を2つとも搭載しているが、本発明の実施例回路を1つだけ搭載するシステム構成とすることもできる。
As described above, in the case of the viewfinder shown in FIG. 11 equipped with two embodiments of the present invention, a viewfinder that is easy to focus not only on the low contrast portion but also on the high frequency portion is provided. Can be realized.
In the case of FIG. 11, in order to explain an application example of the present invention, both of the embodiment circuits of the present invention are mounted, but the system configuration in which only one embodiment circuit of the present invention is mounted You can also
例えば、コントラスト強調回路20とピーキング回路30のうち、ピーキング回路30には既知の回路を用いる構成としても良い。この場合には、低コントラスト部分に焦点合わせの容易なビューファインダを実現できる。
また、選択的な強調機能を有するコントラスト強調回路20は使用せず、本発明の一つの実施例回路であるピーキング回路30だけを搭載する構成としても良い。この場合には、高周波部分に焦点合わせの容易なビューファインダを実現できる。
For example, a known circuit may be used for the peaking
Further, the
(b)コントラスト強調回路
以下、コントラスト強調回路20の実施例を説明する。コントラスト強調回路20には、無限インパルス応答型(以下「IIR(Infinite Impulse Response)型」という。)のローパスフィルタを用いるものと、有限インパルス応答型(以下「FIR(Finite
Impulse Response)型」という。)のローパスフィルタを用いるものとに分類できる。以下、各場合の実施例を説明する。
(B) Contrast Enhancement Circuit Hereinafter, an embodiment of the
Impulse Response) type. ) Using a low-pass filter. Examples of each case will be described below.
(b−1)第1の実施例
図12に、コントラスト強調回路20の第1の実施例を示す。このコントラスト強調回路20は、IIR型のローパスフィルタを用いるものである。このコントラスト強調回路20は、前述の図4に示す画像処理装置のタイプに属する。
(B-1) First Example FIG. 12 shows a first example of the
このコントラスト強調回路20は、6つの機能部から構成されている。画像信号Sinのコントラストを検出する機能部(21A、21B)と、検出されたコントラストに応じてフィルタ係数を発生する機能部(21E)と、入力された画像信号Sinの低域成分を濾波するローパスフィルタ部(21C、21G、21I、21K)と、ローパスフィルタ部の出力を画像信号Sinから減算する減算部(21D、21F)と、強調度を調整するのに用いられる増幅部(21H)と、選択的に強調された低コントラスト成分を元の画像信号Sinに合成する合成部(21J)の6つである。
The
コントラストを検出する機能部(21A、21B)は、フリップフロップ21Aと減算器21Bとで構成する。フリップフロップ21Aには、画素クロックが入力されている。このフリップフロップ21Aにより画像信号Sinとして入力された画素データは1画素分遅延される。この実施例では、減算器21Bにおいて、水平方向に隣接する画素の信号レベル差を計算する。
The functional units (21A, 21B) for detecting contrast are composed of a flip-
この機能部において、減算器21Bで求められる値の絶対値が小さいほど、コントラストの低い絵柄であると判断される。
なお、更にフリップフロップ等の遅延素子を追加すれば、上下左右の広い範囲についてコントラストの高低を見分けることができる。高い検出精度が要求される場合に好適である。
In this function unit, the smaller the absolute value of the value obtained by the
If a delay element such as a flip-flop is further added, the contrast level can be distinguished over a wide range of up, down, left, and right. This is suitable when high detection accuracy is required.
ローパスフィルタ部(21C、21G、21I、21K)は、減算器21Cと、乗算器21Gと、加算器21Iと、フリップフロップ21Kとで構成する。このローパスフィルタ部は、1次のIIR型ローパスフィルタを構成する。このフィルタ特性は、乗算器21Gに与えられるフィルタ係数によって可変することができる。この実施例の場合、フィルタ係数がゼロのとき、全域通過特性になる。一方、フィルタ係数が1に近づくほど遮断周波数が低くなり、フィルタ係数が1のとき直流まで完全に遮断される。
The low-pass filter unit (21C, 21G, 21I, 21K) includes a subtractor 21C, a
フィルタ係数を発生する機能部(21E)は、係数発生器21Eで構成する。この実施例では、係数発生器21Eとして、ルックアップテーブルを用いる。図13に、ルックアップテーブルで実現する入出力特性の一例を示す。図13の太い実線部分が入出力特性を表す曲線である。出力されるフィルタ係数は、差分値(ここでは入力)の絶対値が小さいほど1に近い値になる。またフィルタ係数は、差分値の絶対値が大きくなるほどゼロに近い値となり、差分値が一定以上大きい範囲では全てゼロに固定されている。
The functional unit (21E) that generates the filter coefficient is configured by a
かかる入出力特性を設定すると、ローパスフィルタ部の出力(フリップフロップ21Kの出力)に前述の特性を現すことができる。すなわち、コントラストが高い部分は入力信号が素通しされ、コントラストが低い部分は低周波まで濾波される特性を実現することができる。
なお、入出力特性曲線には、フィルタ係数の可変制御を規定する差分値の設定範囲内で唯一の極値(極大値)を、出力座標軸上に有するn次関数曲線(nは2以上の自然数)を採用することが望ましい。またこの入出力特性曲線は、差分値の絶対値が同じであれば同じフィルタ値を有する左右対称形であるものが望ましい。
When such input / output characteristics are set, the above-described characteristics can be exhibited at the output of the low-pass filter section (output of the flip-
The input / output characteristic curve has an n-order function curve (n is a natural number greater than or equal to 2) having only one extreme value (maximum value) on the output coordinate axis within the setting range of the difference value that defines variable control of the filter coefficient. ) Is desirable. The input / output characteristic curve is preferably a symmetrical type having the same filter value as long as the absolute value of the difference value is the same.
かかる曲線を採用すれば、差分値が小さい範囲に対しては、フィルタ係数の変化量を差分値の変化量に対して小さく抑えることができる。すなわち、差分値が小さいある一定の範囲では、ローパスフィルタの出力をほぼゼロにできる。このことは、減算器21Fから入力画素データがそのまま出力できることを意味する。すなわち低コントラスト成分が抽出されることに通じる。
If such a curve is employed, the change amount of the filter coefficient can be suppressed to be smaller than the change amount of the difference value in a range where the difference value is small. That is, in a certain range where the difference value is small, the output of the low-pass filter can be made almost zero. This means that the input pixel data can be output as it is from the
一方、かかる曲線を採用すれば、差分値がある程度以上大きい範囲に対しては、差分値の変化量に対してフィルタ係数の変化量を非常に大きくし、フィルタ係数を急速にゼロに近づけることができる。すなわち、差分値がある一定以上大きくなると、急速に遮断周波数を大きくさせることができる。このことは、ローパスフィルタに現れる入力画素データが急速に変化することを意味する。すなわち、差分値がある程度大きくなると、入力画素データが減算器21Fで打ち消されるようにできる。
On the other hand, if such a curve is adopted, for a range where the difference value is larger than a certain degree, the change amount of the filter coefficient can be made very large relative to the change amount of the difference value, and the filter coefficient can be brought close to zero rapidly. it can. That is, when the difference value becomes larger than a certain value, the cutoff frequency can be rapidly increased. This means that the input pixel data appearing in the low-pass filter changes rapidly. That is, when the difference value increases to some extent, the input pixel data can be canceled by the
なお、入出力特性は図13に限るものではない。例えば、差分値がゼロのときを頂点とする三角形状に設定しても良い。すなわち、差分値の変化量に応じ、フィルタ係数が一定の割合で変化するように設定することもできる。このように、入出力特性曲線の形状は、適用するシステムや処理対象とする画像に応じて適切なものを設定することができる。 The input / output characteristics are not limited to those shown in FIG. For example, it may be set in a triangular shape having a vertex when the difference value is zero. That is, the filter coefficient can be set to change at a constant rate in accordance with the change amount of the difference value. Thus, the shape of the input / output characteristic curve can be set appropriately depending on the system to be applied and the image to be processed.
また図13には、差分値がゼロの付近に細い破線を描いている。この破線で示す入出力特性は、雑音成分までもが細かい模様と同時に強調されてしまった結果、画面がかえって見づらくなる場合に有効である。この入出力特性は、雑音か模様か区別がつかないくらいコントラストの非常に低い領域に設定する。この特性を設定した領域では、コントラストが小さいほどフィルタ係数が急激にゼロになる。すなわち、この領域におけるローパスフィルタの特性は全域通過特性となる。このことは、雑音と区別がつかない成分は減算器21Fで打ち消されることを意味する。
In FIG. 13, a thin broken line is drawn near the difference value of zero. The input / output characteristics indicated by the broken lines are effective when the screen becomes difficult to see as a result of emphasizing the noise component at the same time as the fine pattern. This input / output characteristic is set in a region having a very low contrast so as to be indistinguishable from noise or a pattern. In a region where this characteristic is set, the filter coefficient suddenly becomes zero as the contrast is smaller. That is, the characteristics of the low-pass filter in this region are all-pass characteristics. This means that a component indistinguishable from noise is canceled out by the
図14に、入出力特性曲線の具体例を示す。この例は、画像信号Sinが8ビットで量子化されている場合を表している。この例では、差分値が−1〜+1の範囲と絶対値が16以上の範囲でフィルタ係数をゼロに設定している。この設定により、振幅が−1〜+1の範囲の雑音を積極的に除去している。なお、フィルタ係数をゼロに設定する範囲を調整することにより、除去できる雑音の振幅を自由に制御することができる。 FIG. 14 shows a specific example of the input / output characteristic curve. In this example, the image signal Sin is quantized with 8 bits. In this example, the filter coefficient is set to zero in the range where the difference value is −1 to +1 and the absolute value is 16 or more. With this setting, noise having an amplitude in the range of −1 to +1 is positively removed. Note that the amplitude of noise that can be removed can be freely controlled by adjusting the range in which the filter coefficient is set to zero.
参考までに、図15に、フィルタ係数とステップ応答との関係を示す。図面より、フィルタ係数がゼロのときの応答時間が非常に短いことが分かる。これは入力信号が素通しされるからである。また、フィルタ係数が0.5の場合にも応答時間が短いが、これは素通しされる入力信号が多いためである。そして、図14の最大値に当たるフィルタ係数が0.9375の場合には、応答時間が非常に長くなっている。これは信号がほぼ遮断されるためである。 For reference, FIG. 15 shows the relationship between the filter coefficient and the step response. From the figure, it can be seen that the response time when the filter coefficient is zero is very short. This is because the input signal is passed. Also, when the filter coefficient is 0.5, the response time is short because there are many input signals that are passed through. When the filter coefficient corresponding to the maximum value in FIG. 14 is 0.9375, the response time is very long. This is because the signal is almost cut off.
減算部(21D、21F)は、フリップフロップ21Dと減算器21Fで構成する。フリップフロップ21Dは遅延合わせ用である。減算器21Fは、フリップフロップ21Dの出力から、ローパスフィルタ部の出力を減算するのに用いられる。減算器21Fの出力には、コントラストの高いところと、前述のように雑音除去のためにフィルタ係数をゼロにしたコントラストの非常に低いところでゼロが現れる。一方、減算器21Fの出力には、前述の範囲を除いて、コントラストが低いほど、対応する信号成分が低周波まで現れる。
The subtraction unit (21D, 21F) includes a flip-
増幅部(21H)は、乗算器21Hで構成する。乗算器21Hは、減算器21Fの出力に適当な利得Sccを乗算する。コントラスト制御用の利得Sccは固定でも良い。この実施例では、電子ボリュームによって発生した任意の利得Sccを与える。利得Sccを調整することにより、抽出された低コントラスト成分だけを任意のコントラストに増幅できる。
The amplifying unit (21H) includes a
合成部(21J)は、加算器21Jで構成する。加算器21Jは、選択的に増幅されたコントラスト成分を、原画像(フリップフロップ21Dの出力)に加算して出力する。言うまでもなく、選択的に強調されなかった画像部分は原画像のままである。すなわち、コントラスト比が元々高いところには何も加算されない。従って、従来回路のような白潰れや黒潰れ等の問題は生じない。
The synthesizer (21J) includes an
以上のように、コントラスト強調回路20を図12の構成とすれば、コントラストに応じてフィルタ特性が変化するフィルタ(ローパスフィルタと減算器21F)によって、雑音成分を含まない低コントラスト成分を抽出することができる。そして、抽出された低コントラスト成分を所望の利得で増幅し、原画像信号に加算することができる。
As described above, when the
(b−2)第2の実施例
図16に、コントラスト強調回路20の第2の実施例を示す。ここでは、FIR型のローパスフィルタを用いるコントラスト強調回路20について説明する。なお、IIR型のローパスフィルタをFIR型のローパスフィルタに置き換えただけでるため、基本的な構成は第1の実施例と同じである。このため、図16には、図12と対応する部分に同一符号を付して示している。なお、図にはフリップフロップ21Dが描かれていないが、これはFIR型ローパスフィルタ22の遅延段を用いて時間合わせを行うためである。
(B-2) Second Embodiment FIG. 16 shows a second embodiment of the
図17に、このFIR型ローパスフィルタ22の回路構成例を示す。このローパスフィルタ22は、中央タップに対して左右対称にフィルタ係数を配置するタイプのフィルタである。従って、48個の遅延器22Aに対して、23個の加算器22Bを配置する構成を採る。各加算器22Bの出力と中央タップの出力のそれぞれには、対応するフィルタ係数を乗算するための24個の乗算器22Cが配置される。そして、各乗算結果を1個の加算器22Dで加算し、ローパスフィルタ22の出力とする。
FIG. 17 shows a circuit configuration example of the FIR type low-
なお、この実施例における係数発生器21Eは、24個のフィルタ係数を一組として検出されたコントラスト成分に最適なフィルタ係数を出力する。この実施例では、図18に示すように、フィルタ係数の組を15種類用意する。図18は、画像信号Sinが8ビットで量子化されている場合を表している。図中、“フィルタ0”で表されるフィルタ係数の組は、図14でフィルタ係数がゼロになる場合に相当する。この“フィルタ0”では、中央タップの出力のみが加算器22Dへ出力されるようフィルタ係数の組が設定される。この第2の実施例の場合も、雑音を除去する特性をもたせるため、差分の絶対値がゼロと1の場合には“フィルタ0”を割り当てている。
Note that the
また、“フィルタ1”,“フィルタ2”,“フィルタ3”…“フィルタ15”で表されるフィルタ係数の組は、通し番号が大きくなる順番に、図14のフィルタ係数が大きくなるのと同じ関係にある。図18は、差分の絶対値が2のとき、図14のフィルタ係数を最大値として差分値が大きくなるほどフィルタ係数を所定の特性曲線に沿って低減させるのと同じ関係を表している。因みに、この実施例の場合も、差分の絶対値が17以上では“フィルタ0”を割り当てて全域通過特性を与えている。このような設定としても、第1の実施例と同様に動作するコントラスト強調回路20を実現できる。
Further, the filter coefficient pairs represented by “
(b−3)第3の実施例
図19に、コントラスト強調回路20の第3の実施例を示す。このコントラスト強調回路20は、IIR型のローパスフィルタを用いるものである。このコントラスト強調回路20は、前述の図5に示す画像処理装置のタイプに属する。
(B-3) Third Example FIG. 19 shows a third example of the
この実施例の場合も、基本的な構成は第1の実施例と同じである。このため、図19には、図12と対応する部分に同一符号を付して示している。第3の実施例が第1の実施例と異なる点は2つである。1つは、n−1倍(nは1より大きい実数)の増幅部23を乗算器21Hの後段に設けた点である。もう一つは、1/n倍の減衰部24を加算器21Jの後段に設けた点である。
In this embodiment, the basic configuration is the same as that of the first embodiment. For this reason, in FIG. 19, the same reference numerals are given to the portions corresponding to FIG. There are two differences between the third embodiment and the first embodiment. One is that an
この実施例の場合、コントラスト制御用の利得Sccの値にもよるものの、乗算器23と加算器21Jとによってn倍に増幅された原画像の低コントラスト部分は、減衰器24で1/n倍されるため、ほとんど入力時と同じコントラストのまま出力される。一方、原画像においてコントラストが高かった部分については、減衰器24によってコントラストが1/n倍に落とされる。このことは、画像全体のコントラストが平均化できることを意味する。従って、高コントラスト部分が含まれるために、見えづらかった原画像の低コントラスト部分も画面上で確認しやすくできる。
In the case of this embodiment, although it depends on the value of the contrast control gain Scc, the low contrast portion of the original image amplified n times by the
なお言うまでもなく、変更するのは原画像の高コントラスト部分だけであり、絵柄(模様)については原画像の情報がそのまま保存される。本実施形態は、監視カメラの信号処理回路に用いる場合や撮像された画像を後処理する場合に有効である。例えば、特殊効果その他の画像編集に用いて好適である。 Needless to say, only the high contrast portion of the original image is changed, and the information of the original image is stored as it is for the pattern (pattern). This embodiment is effective when used in a signal processing circuit of a surveillance camera or when post-processing a captured image. For example, it is suitable for special effects and other image editing.
(b−4)第4の実施例
図20に、コントラスト強調回路20の第4の実施例を示す。このコントラスト強調回路20も、IIR型のローパスフィルタを用いるものであり、前述の図4に示す画像処理装置のタイプに属するものである。なお、図20には、図12との対応部分に同一符号を付して表している。
(B-4) Fourth Embodiment FIG. 20 shows a fourth embodiment of the
第4の実施例は、第1の実施例のコントラスト検出機能(21A、21B)を、ローパスフィルタ部の減算器21Cとフリップフロップ21Kによって実現している点を特徴とする。このため、第1の実施例では必要であったフリップフロップ21Aと減算器21Bとが不要になり、その分、回路構成が簡略化されている。以下、簡単に動作内容を説明する。
The fourth embodiment is characterized in that the contrast detection function (21A, 21B) of the first embodiment is realized by a subtractor 21C and a flip-
この第4の実施例では、減算器21Cにおいて、現在の出力(フリップフロップ21Dの出力)と現在の入力との差分が算出され、その差分値が係数発生器21Eに与えられる。係数発生器21Eは、図14に示す入出力特性に従い、検出されたコントラストに応じたフィルタ係数を発生して乗算器21Gに与える。
In the fourth embodiment, the subtractor 21C calculates the difference between the current output (the output of the flip-
なお、差分値が大きいほどコントラストが高いものと判断し、差分値が小さいほどコントラストが小さいと判断するのは第1の実施例と同じである。そして、第1の実施例と同様、コントラストが低いほど低周波まで濾波されたローパスフィルタ出力が得られることになる。 In the same way as the first embodiment, it is determined that the contrast value is higher as the difference value is larger, and the contrast is smaller as the difference value is smaller. As in the first embodiment, the lower the contrast, the lower the filter output filtered to the lower frequency.
ところで、このような構成で得られるコントラスト検出出力(減算器21Cの出力)は、厳密には、実際の入力画像のコントラストと違う部分があるのを避け得ない。
しかしながら、かかる誤差が生じるとしても、第4の実施例の場合には、自動的に誤差がキャンセルされるため、実用上支障は生じない。この自動キャンセル機能は、IIR型のローパスフィルタの特性と係数発生器21Eの入出力特性との組み合わせで実現される。
By the way, strictly speaking, it is inevitable that the contrast detection output (output of the subtractor 21C) obtained by such a configuration has a part different from the contrast of the actual input image.
However, even if such an error occurs, in the case of the fourth embodiment, since the error is automatically canceled, there is no practical problem. This automatic cancellation function is realized by a combination of the characteristics of the IIR low-pass filter and the input / output characteristics of the
IIR型のローパスフィルタでは、誤差成分が入力信号に含まれると、誤差成分が無限に集積されてしまう。このため、大きな値となった誤差分によりローパスフィルタ出力(フリップフロップ21Kの出力)と入力との差が徐々に大きくなってしまう。
しかし、係数発生器21Eは、差分が大きくなるとフィルタ係数を小さくするように作用するため、集積されていた誤差がある程度大きくなると、自動的にリセットされることになる。すなわち、係数発生器21Eは、フィルタ係数をゼロに近づけるため、誤差の循環量が自動的に抑制されることになる。
このように、この実施形態の場合にも、前述の他の実施例と同様の精度を実現できる
In an IIR low-pass filter, if an error component is included in an input signal, the error component is accumulated infinitely. For this reason, the difference between the low-pass filter output (the output of the flip-
However, since the
As described above, also in this embodiment, the same accuracy as in the other examples described above can be realized.
(c)ピーキング回路
以下、ピーキング回路30の実施例を説明する。図21は、ピーキング回路30の実施例である。ピーキング回路30は、バンドパスフィルタ31と、パルス幅伸長部32と、増幅部33と、合成部34とで構成される。
(C) Peaking Circuit An example of the peaking
バンドパスフィルタ31は、画像信号から注目する帯域成分を選択的に抽出する機能部である。バンドパスフィルタ31には、通過帯域が固定のものを用いても良いし、通過帯域を任意に設定できるものを用いても良い。また、通過帯域の異なるバンドパスフィルタ31を複数用意しても良い。いずれにしても、既知のバンドパスフィルタを用い得る。
The
なお、焦点合わせに用いること考えると、一般に通過帯域はなるべく高い周波数であることが望ましい。実際には、レンズの特性、撮像装置の信号処理帯域やS/N比等を考慮して、画面上で一番見やすい周波数を選択する。なお、一般には、帯域幅を狭く設定した方が見易くなる。 In consideration of the use for focusing, it is generally desirable that the passband be as high as possible. In practice, the frequency that is most easily seen on the screen is selected in consideration of the lens characteristics, the signal processing band of the imaging device, the S / N ratio, and the like. In general, it is easier to see when the bandwidth is set narrow.
パルス幅伸長部32は、バンドパスフィルタ31で濾波された帯域成分を振幅一定のままパルス幅方向に伸長する機能部である。すなわち、振幅が飽和しないで、パルス幅だけを選択的に太くする。これにより、画面上で高周波成分を確認し易くできる。このパルス幅伸長部32が、前述した発明の一つの実施例に相当する。詳細な構成は後述する。
The pulse
増幅部33は、パルス幅伸長部32の出力を任意の利得で増幅するための機能部である。利得は、ピークゲイン制御用の利得Spgで設定される。例えば、乗算器で構成する。
合成部34は、増幅後の画像信号と原画像信号とを合成するための機能部である。合成部34は、例えば、加算器で構成する。かくして、合成部34からは、原画像のおおよその絵柄はそのままに、特定の帯域成分だけパルス幅が伸長された(線が太くなった)画像信号が出力される。
The amplifying
The synthesizing
以下、このピーキング回路30の主要な構成であるパルス幅伸長部32の実施例を説明する。
Hereinafter, an embodiment of the pulse
(c−1)第1の実施例
図22に、パルス幅伸長部32の第1の実施例を示す。このパルス幅伸長部32は、振幅変調の特性を利用する。具体的には、ラジオのスーパーヘテロダイン方式と同様、適当な搬送波を信号波で振幅変調して側帯波を発生し、これを濾波することによって高周波を低周波に変換する。このように、帯域成分を低域側にシフトすることで、パルス幅を広く見せることができる。
(C-1) First Example FIG. 22 shows a first example of the pulse
パルス幅伸長部32は、主に4つの機能部から構成される。オーバーサンプリング部(32A、32B)と、振幅変調部(32C、32D)と、下側帯波抽出部(32E)と、ダウンサンプリング部(32F)の4つである。
The pulse
オーバーサンプリング部(32A、32B)は、画像信号Sinをオーバーサンプリングして出力する機能部である。このオーバーサンプリング部は、ゼロ挿入部32Aと、ローパスフィルタ32Bで構成する。
The oversampling units (32A, 32B) are functional units that oversample and output the image signal Sin. The oversampling unit includes a zero
ゼロ挿入部32Aは、前段のバンドパスフィルタ31で濾波された画像信号Sinにn−1個のゼロを挿入し、n倍オーバーサンプリング結果を得る。なお、nは1以上の自然数である。バンドパスフィルタ31の通過帯域の中心周波数をfとすると、画像信号Sinは、図23(A)のスペクトラムで表される。
The zero
ゼロ挿入部32Aでオーバーサンプリングすると、複数の折り返し成分が発生する。図23(B)にそのスペクトラムを示す。ここでは、余分な折り返しが生じないように、ローパスフィルタ32Bにて、もともとのサンプリング周波数fs の1/2までに帯域制限する。図23(C)に、ローパスフィルタ32Bの出力スペクトラムを示す。
When oversampling is performed by the zero
振幅変調部(32C、32D)は、発振器32Cで発生された搬送波をローパスフィルタ32Bの出力で振幅変調する。振幅変調は、乗算器32Dで行う。ここで、搬送波の周波数をFとして表すと、搬送波の周波数Fの両側に中心周波数F−fとF+fの2つの側波帯が発生する。図23(D)に、そのスペクトラムを示す。
The amplitude modulators (32C, 32D) modulate the amplitude of the carrier wave generated by the oscillator 32C with the output of the low-
このとき、周波数F又はF+fがnfs /2を超えると、nfs からの折り返しが生じ思わぬ妨害が起こる。このため、問題がおきないように倍率nを選択する。因みに、n=1で問題ない場合は、オーバーサンプリング部(32A、32B)とダウンサンプリグ部(32F)を省略可能である。 At this time, if the frequency F or F + f exceeds nfs / 2, aliasing from nfs occurs and unexpected interference occurs. For this reason, the magnification n is selected so as not to cause a problem. Incidentally, when there is no problem at n = 1, the oversampling units (32A, 32B) and the downsampling unit (32F) can be omitted.
下側帯波抽出部(32E)は、周波数F−fを中心とした側波帯だけを取り出すバンドパスフィルタ32Eで構成する。図23(E)に、バンドパスフィルタ32Eの出力スペクトラムを示す。なお、ダウンサンプリング部(32F)は、バンドパスフィルタ32Eの出力をダウンサンプリングして、もとの標本化周波数に戻す。この結果、画像信号Sinの中心周波数fがより低域のF−fに変換される。
The lower sideband extraction unit (32E) includes a
以上の通り、搬送波の周波数Fを適当に選ぶことにより、焦点合わせに適した周波数f付近を抽出し、表示装置で見やすい周波数F−f付近に変換することができる。 As described above, by appropriately selecting the frequency F of the carrier wave, it is possible to extract the vicinity of the frequency f suitable for focusing and convert it to the vicinity of the frequency Ff that is easy to see on the display device.
(c−2)第2の実施例
図24に、パルス幅伸長部32の第2の実施例を示す。このパルス幅伸長部32は、振幅方向に増幅した波形を、増幅前の振幅で制限することによりパルス幅を広げる手法を採用する。
このパルス幅伸長部32は、4つの機能部から構成される。オーバーサンプリング部(32G、32H)と、最大振幅検出部(32I、32J、32K)と、増幅部(32L)と、振幅制限部(32M)の4つである。
(C-2) Second Example FIG. 24 shows a second example of the pulse
The pulse
オーバーサンプリング部(32G、32H)は、画像信号Sinをオーバーサンプリングして出力する機能部である。このオーバーサンプリング部の構成は、第1の実施例で用いたオーバーサンプリング部と同じである。すなわち、ゼロ挿入部32Gと、ローパスフィルタ32Hとで構成されている。なお、各部の詳細な説明は重複するため省略する。
The oversampling units (32G, 32H) are functional units that oversample and output the image signal Sin. The configuration of this oversampling unit is the same as that of the oversampling unit used in the first embodiment. That is, it includes a zero
なお、本実施例においてオーバーサンプリングする理由は、後段の最大振幅検出部(32I、32J、32K)において、正しいピーク値を検出させるためである。その理由を、図25を用いて説明する。
一般に、ピーキングにはパルス波形として幅の狭いものが使用される。このため、サンプリングデータは、図25(A)に黒丸で示したように離散的となり、その最大値は真のピーク値よりも小さな値になる。そこで、オーバーサンプリングによりサンプリング点を補間する手法を採用する。
Note that the reason for oversampling in the present embodiment is to detect a correct peak value in the maximum amplitude detector (32I, 32J, 32K) in the subsequent stage. The reason will be described with reference to FIG.
In general, peaking uses a narrow pulse waveform. For this reason, the sampling data is discrete as shown by the black circles in FIG. 25A, and the maximum value is smaller than the true peak value. Therefore, a method of interpolating sampling points by oversampling is adopted.
図25(B)に示すように、2倍にオーバーサンプリングするだけでも、真のピーク値にかなり近いデータを求めることが可能となる。従って、このオーバーサンプリング後のデータを用いることにより、精度良くピーク値を求めることができる。なお、この実施例では倍率を2倍とするが、より高い倍率を採用することもできる。倍率を高めるほど精度を向上することができる。 As shown in FIG. 25 (B), it is possible to obtain data that is very close to the true peak value only by oversampling twice. Therefore, the peak value can be obtained with high accuracy by using the data after oversampling. In this embodiment, the magnification is doubled, but a higher magnification can be adopted. The accuracy can be improved as the magnification is increased.
オーバーサンプリングされた画像信号Sinは、最大振幅検出部(32I、32J、32K)に入力され、そのピーク値が検出される。最大振幅検出部(32I、32J、32K)は、絶対値回路32Iと、遅延器を構成する複数のシフトレジスタ32Jと、最大値回路32Kで構成される。
絶対値回路32Iは、画像信号の絶対値を抽出する回路である。
The oversampled image signal Sin is input to the maximum amplitude detector (32I, 32J, 32K), and its peak value is detected. The maximum amplitude detector (32I, 32J, 32K) includes an absolute value circuit 32I, a plurality of
The absolute value circuit 32I is a circuit that extracts the absolute value of the image signal.
最大値回路32Kは、シフトレジスタ32Jの段数分のサンプル値の中から最大値を検出する回路である。最大値回路32Kは、検出された最大値をバンドパスフィルタ31で抽出された画像信号(パルス波)のピーク値として出力する。
ここで、ピーク値の探索範囲を決定するシフトレジスタ32Jの段数は、前段のバンドパスフィルタ31のインパルス応答の及ぶ範囲内(すなわち、バンドパスフィルタ31のタップ数分)とする。
以上の2つの機能部により、原画像信号の振幅が検出され、保存される。
The
Here, the number of stages of the
The amplitude of the original image signal is detected and stored by the above two functional units.
増幅部(32L)は、画像信号Sinを振幅方向(正確には、パルス幅方向にも)増幅する。この増幅部は、乗算器32Lで構成する。乗算器32Lは、パルス幅制御用の利得Spcに応じて画像信号Sinを増幅する。図26(A)は画像信号Sinの波形を、図26(B)は増幅後の信号波形を示す。なお、利得を大きくするほど、波形整形後のパルス幅を太くできる。増幅後の画像信号は、振幅制限部(32M)に出力される。
The amplifying unit (32L) amplifies the image signal Sin in the amplitude direction (more precisely, in the pulse width direction). This amplifying unit includes a
振幅制限部(32M)は、リミッタ回路32Mで構成する。リミッタ回路32Mには、前述の最大値回路32Kより入力パルスのピーク値が入力されている。リミッタ回路32Mは、入力信号の振幅がこのピーク値以下となるように制限する。
これにより、リミッタ32Mからは、図26(C)に示すように信号波形の上部を切り取った台形形状のパルス波が出力される。
なお、リミッタ回路32Mの前段には、乗算器32Lの出力と最大値回路32Kの出力の遅延を合わせるために不図示の遅延回路が配置されている。
The amplitude limiter (32M) is composed of a
As a result, the
A delay circuit (not shown) is arranged in front of the
本発明は、例えば放送用のカメラユニット、映画撮影用のカメラユニット、民生用のカメラユニット、工業用のカメラユニット、監視用のカメラユニットその他の信号処理回路に適用し得る。なお、これらのカメラユニットは、撮像信号を記録媒体への記録ユニットと一体化されていても良い。記録媒体としては、例えば磁気記録媒体(テープ状のもの、ディスク状のものを含む。)、光磁気記録媒体、光ディスク、半導体メモリその他を用い得る。 The present invention can be applied to, for example, a broadcast camera unit, a movie camera unit, a consumer camera unit, an industrial camera unit, a surveillance camera unit, and other signal processing circuits. Note that these camera units may be integrated with a recording unit for recording image signals on a recording medium. As the recording medium, for example, a magnetic recording medium (including tape and disk), a magneto-optical recording medium, an optical disk, a semiconductor memory, and the like can be used.
また本発明は、例えば電子カメラの信号処理回路にも適用し得る。なお、電子カメラ付の各種電子機器にも適用し得る。例えば、電子カメラ付き携帯電話や情報端末にも適用し得る。また、これらの付属ユニットとしても適用し得る。 The present invention can also be applied to a signal processing circuit of an electronic camera, for example. Note that the present invention can also be applied to various electronic devices with an electronic camera. For example, the present invention can be applied to a mobile phone with an electronic camera and an information terminal. Moreover, it is applicable also as these attached units.
また本発明は、撮像ユニットから出力された撮像信号に特殊効果その他の画像処理を施す編集装置にも適用し得る。また、かかる編集装置に搭載する回路ボードや回路ユニットにも適用し得る。 The present invention can also be applied to an editing apparatus that performs special effects and other image processing on the image signal output from the image capturing unit. The present invention can also be applied to a circuit board or a circuit unit mounted on such an editing apparatus.
また本発明は、コンピュータ上で動作する画像編集ソフトにも適用できる。すなわち、カメラレンズの焦点合わせ用だけでなく、模様や絵柄といった原画像の特徴を残したまま低コントラスト部分を強調するといった用途や、細線を太い線に変換するといった用途にも使用できる。 The present invention can also be applied to image editing software that runs on a computer. That is, it can be used not only for focusing of a camera lens but also for applications such as emphasizing a low-contrast portion while retaining features of an original image such as a pattern or a picture, or for converting a thin line into a thick line.
1、11 フィルタ
2、13 合成器
3 増幅器
4 減衰器
12、32 パルス幅伸長部
12A 振幅変調部
12C オーバーサンプリング部
12D ダウンサンプリング部
12E 絶対値部
12F 最大値検出部
12G 増幅部
12H 振幅制限部
20 コントラスト強調回路
21E 係数発生器
30 ピーキング回路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
コントラストを示す前記数値の絶対値が第一の閾値より大きい場合はフィルタ係数を0に決定し、前記数値の絶対値が前記第一の閾値と、第一の閾値よりも小さい第二の閾値との間である場合は前記フィルタ係数を前記数値を変数とする所定のn(nは2以上の自然数)次関数で決定し、前記数値の絶対値が前記第二の閾値より小さい場合は前記フィルタ係数を0に決定するフィルタ係数算出部と、
前記フィルタ係数が0のとき全域通過特性になり、フィルタ係数が1に近づくほど遮蔽周波数が低くなり、フィルタ係数が1のとき直流まで完全に遮断される、前記フィルタ係数算出部で決定された前記フィルタ係数に基づいて前記画像信号を各画素に係る信号毎に濾波するローパスフィルタ部と、
前記ローパスフィルタ部からの出力を前記画像信号から減算する減算部と、
前記減算部からの出力に、予め設定された所定の利得を乗算する増幅部と、
前記増幅部からの出力を、入力された前記画像信号に加算する合成部と
を備える画像信号処理装置。 A contrast detection unit that calculates a numerical value indicating contrast with a peripheral pixel of each pixel for each pixel related to the input image signal;
When the absolute value of the numerical value indicating contrast is larger than the first threshold, the filter coefficient is determined to be 0, and the absolute value of the numerical value is the first threshold and the second threshold smaller than the first threshold; The filter coefficient is determined by a predetermined n (n is a natural number greater than or equal to 2) degree function with the numerical value as a variable, and when the absolute value of the numerical value is smaller than the second threshold, the filter A filter coefficient calculator for determining the coefficient to be 0,
When the filter coefficient is 0, all-pass characteristics are obtained, the closer the filter coefficient is to 1, the lower the shielding frequency is, and when the filter coefficient is 1, the filter coefficient is determined to be completely cut off to the direct current. A low pass filter for filtering the image signal for each signal associated with each pixel based on a filter coefficient;
A subtracting unit for subtracting the output from the low-pass filter unit from the image signal;
An amplifying unit that multiplies the output from the subtracting unit by a predetermined gain;
A synthesis unit for adding the output from the amplification unit to the input image signal;
An image signal processing apparatus comprising:
コントラストを示す前記数値の絶対値が第一の閾値より大きい場合はフィルタ係数を0に決定し、前記数値の絶対値が前記第一の閾値と、第一の閾値よりも小さい第二の閾値との間である場合は前記フィルタ係数を前記数値を変数とする所定のn(nは2以上の自然数)次関数で決定し、前記数値の絶対値が前記第二の閾値より小さい場合は前記フィルタ係数を0に決定するフィルタ係数算出部と、
前記フィルタ係数が0のとき全域通過特性になり、フィルタ係数が1に近づくほど遮蔽周波数が低くなり、フィルタ係数が1のとき直流まで完全に遮断される、前記フィルタ係数算出部で決定された前記フィルタ係数に基づいて前記画像信号を各画素に係る信号毎に濾波するローパスフィルタ部と、
前記ローパスフィルタ部からの出力を前記画像信号から減算する減算部と、
前記減算部からの出力に、予め設定された所定の利得を乗算する増幅部と、
前記増幅部からの出力を、入力された前記画像信号に加算する合成部とを備える画像信号処理装置と、
前記画像信号処理装置の出力信号を表示する表示部と
を備えるビューファインダ。 A contrast detection unit that calculates a numerical value indicating contrast with a peripheral pixel of each pixel for each pixel related to the input image signal;
When the absolute value of the numerical value indicating contrast is larger than the first threshold, the filter coefficient is determined to be 0, and the absolute value of the numerical value is the first threshold and the second threshold smaller than the first threshold; The filter coefficient is determined by a predetermined n (n is a natural number greater than or equal to 2) degree function with the numerical value as a variable, and when the absolute value of the numerical value is smaller than the second threshold, the filter A filter coefficient calculator for determining the coefficient to be 0,
When the filter coefficient is 0, all-pass characteristics are obtained, and as the filter coefficient approaches 1, the shielding frequency decreases, and when the filter coefficient is 1, the filter coefficient is determined to be completely cut off to the direct current. A low pass filter for filtering the image signal for each signal associated with each pixel based on a filter coefficient;
A subtracting unit for subtracting the output from the low-pass filter unit from the image signal;
An amplifying unit that multiplies the output from the subtracting unit by a predetermined gain;
An image signal processing apparatus comprising: a synthesis unit that adds the output from the amplification unit to the input image signal;
A display unit for displaying an output signal of the image signal processing device;
Viewfinder with a.
コントラストを示す前記数値の絶対値が第一の閾値より大きい場合はフィルタ係数を0に決定し、前記数値の絶対値が前記第一の閾値と、第一の閾値よりも小さい第二の閾値との間である場合は前記フィルタ係数を前記数値を変数とする所定のn(nは2以上の自然数)次関数で決定し、前記数値の絶対値が前記第二の閾値より小さい場合は前記フィルタ係数を0に決定するフィルタ係数算出部と、
前記フィルタ係数が0のとき全域通過特性になり、フィルタ係数が1に近づくほど遮蔽周波数が低くなり、フィルタ係数が1のとき直流まで完全に遮断される、前記フィルタ係数算出部で決定された前記フィルタ係数に基づいて前記画像信号を各画素に係る信号毎に濾波するローパスフィルタ部と、
前記ローパスフィルタ部からの出力を前記画像信号から減算する減算部と、
前記減算部からの出力に、予め設定された所定の利得を乗算する増幅部と、
前記増幅部からの出力を、入力された前記画像信号に加算する合成部とを備える画像信号処理装置と、
前記画像信号処理装置の出力信号に基づいて表示部を駆動し、前記表示部に画像を表示させる表示制御部と
を備える表示装置。 For each pixel related to the input image signal, calculate a numerical value indicating the contrast with the surrounding pixels of each pixel, a contrast detection unit,
When the absolute value of the numerical value indicating contrast is larger than the first threshold, the filter coefficient is determined to be 0, and the absolute value of the numerical value is the first threshold and the second threshold smaller than the first threshold; The filter coefficient is determined by a predetermined n (n is a natural number greater than or equal to 2) degree function with the numerical value as a variable, and when the absolute value of the numerical value is smaller than the second threshold, the filter A filter coefficient calculator for determining the coefficient to be 0,
When the filter coefficient is 0, all-pass characteristics are obtained, the closer the filter coefficient is to 1, the lower the shielding frequency is, and when the filter coefficient is 1, the filter coefficient is determined to be completely cut off to the direct current. A low pass filter for filtering the image signal for each signal associated with each pixel based on a filter coefficient;
A subtracting unit for subtracting the output from the low-pass filter unit from the image signal;
An amplifying unit that multiplies the output from the subtracting unit by a predetermined gain;
An image signal processing apparatus comprising: a synthesis unit that adds the output from the amplification unit to the input image signal;
A display control unit for driving a display unit based on an output signal of the image signal processing device and displaying an image on the display unit;
A display device comprising:
コントラストを示す前記数値の絶対値が第一の閾値より大きい場合はフィルタ係数を0に決定し、前記数値の絶対値が前記第一の閾値と、第一の閾値よりも小さい第二の閾値との間である場合は前記フィルタ係数を前記数値を変数とする所定のn(nは2以上の自然数)次関数で決定し、前記数値の絶対値が前記第二の閾値より小さい場合は前記フィルタ係数を0に決定するフィルタ係数算出ステップと、
前記フィルタ係数ステップで決定された前記フィルタ係数に基づいて、前記フィルタ係数が0のとき全域通過特性になり、フィルタ係数が1に近づくほど遮蔽周波数が低くなり、フィルタ係数が1のとき直流まで完全に遮断されるローパスフィルタ部で、前記画像信号を各画素に係る信号毎に濾波する濾波ステップと、
前記ローパスフィルタ部からの出力を前記画像信号から減算する減算ステップと、
前記減算ステップで減算された信号に、予め設定された所定の利得を乗算する増幅ステップと、
前記増幅ステップで乗算された信号を、入力された前記画像信号に加算する合成ステップと
を含む画像信号処理方法。 A contrast detection step for calculating a numerical value indicating contrast with a peripheral pixel of each pixel for each pixel related to the input image signal;
When the absolute value of the numerical value indicating contrast is larger than the first threshold, the filter coefficient is determined to be 0, and the absolute value of the numerical value is the first threshold and the second threshold smaller than the first threshold; The filter coefficient is determined by a predetermined n (n is a natural number greater than or equal to 2) degree function with the numerical value as a variable, and when the absolute value of the numerical value is smaller than the second threshold, the filter A filter coefficient calculating step for determining a coefficient to be 0;
Based on the filter coefficient determined in the filter coefficient step, all-pass characteristics are obtained when the filter coefficient is 0, the shielding frequency decreases as the filter coefficient approaches 1, and complete until DC when the filter coefficient is 1. A filtering step of filtering the image signal for each signal related to each pixel in a low-pass filter section blocked by
A subtraction step of subtracting the output from the low-pass filter unit from the image signal;
An amplification step of multiplying the signal subtracted in the subtraction step by a predetermined gain set in advance;
A synthesis step of adding the signal multiplied in the amplification step to the input image signal;
An image signal processing method including :
コントラストを示す前記数値の絶対値が第一の閾値より大きい場合はフィルタ係数を0に決定し、前記数値の絶対値が前記第一の閾値と、第一の閾値よりも小さい第二の閾値との間である場合は前記フィルタ係数を前記数値を変数とする所定のn(nは2以上の自然数)次関数で決定し、前記数値の絶対値が前記第二の閾値より小さい場合は前記フィルタ係数を0に決定するフィルタ係数算出機能と、
前記フィルタ係数機能で決定された前記フィルタ係数に基づいて、前記フィルタ係数が0のとき全域通過特性になり、フィルタ係数が1に近づくほど遮蔽周波数が低くなり、フィルタ係数が1のとき直流まで完全に遮断されるローパスフィルタ部で、前記画像信号を各画素に係る信号毎に濾波する濾波機能と、
前記ローパスフィルタ部からの出力を前記画像信号から減算する減算機能と、
前記減算機能で減算された信号に、予め設定された所定の利得を乗算する増幅機能と、
前記増幅機能で乗算された信号を、入力された前記画像信号に加算する合成機能と
をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 A contrast detection function for calculating a numerical value indicating a contrast with a peripheral pixel of each pixel for each pixel related to the input image signal;
When the absolute value of the numerical value indicating contrast is larger than the first threshold, the filter coefficient is determined to be 0, and the absolute value of the numerical value is the first threshold and the second threshold smaller than the first threshold; The filter coefficient is determined by a predetermined n (n is a natural number greater than or equal to 2) degree function with the numerical value as a variable, and when the absolute value of the numerical value is smaller than the second threshold, the filter A filter coefficient calculation function for determining the coefficient to be 0;
Based on the filter coefficient determined by the filter coefficient function, all-pass characteristics are obtained when the filter coefficient is 0, the shielding frequency decreases as the filter coefficient approaches 1, and when the filter coefficient is 1, the direct current is completely achieved. A filtering function for filtering the image signal for each signal related to each pixel, in a low-pass filter section blocked by
A subtraction function for subtracting the output from the low-pass filter unit from the image signal;
An amplification function for multiplying the signal subtracted by the subtraction function by a predetermined gain set in advance;
A computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to realize a synthesis function of adding a signal multiplied by the amplification function to the input image signal .
コントラストを示す前記数値の絶対値が第一の閾値より大きい場合はフィルタ係数を0に決定し、前記数値の絶対値が前記第一の閾値と、第一の閾値よりも小さい第二の閾値との間である場合は前記フィルタ係数を前記数値を変数とする所定のn(nは2以上の自然数)次関数で決定し、前記数値の絶対値が前記第二の閾値より小さい場合は前記フィルタ係数を0に決定するフィルタ係数算出機能と、
前記フィルタ係数機能で決定された前記フィルタ係数に基づいて、前記フィルタ係数が0のとき全域通過特性になり、フィルタ係数が1に近づくほど遮蔽周波数が低くなり、フィルタ係数が1のとき直流まで完全に遮断されるローパスフィルタ部で、前記画像信号を各画素に係る信号毎に濾波する濾波機能と、
前記ローパスフィルタ部からの出力を前記画像信号から減算する減算機能と、
前記減算機能で減算された信号に、予め設定された所定の利得を乗算する増幅機能と、
前記増幅機能で乗算された信号を、入力された前記画像信号に加算する合成機能と
をコンピュータに実現させるためのプログラム。 A contrast detection function for calculating a numerical value indicating a contrast with a peripheral pixel of each pixel for each pixel related to the input image signal;
When the absolute value of the numerical value indicating contrast is larger than the first threshold, the filter coefficient is determined to be 0, and the absolute value of the numerical value is the first threshold and the second threshold smaller than the first threshold; The filter coefficient is determined by a predetermined n (n is a natural number greater than or equal to 2) degree function with the numerical value as a variable, and when the absolute value of the numerical value is smaller than the second threshold, the filter A filter coefficient calculation function for determining the coefficient to be 0;
Based on the filter coefficient determined by the filter coefficient function, all-pass characteristics are obtained when the filter coefficient is 0, the shielding frequency decreases as the filter coefficient approaches 1, and when the filter coefficient is 1, the direct current is completely achieved. A filtering function for filtering the image signal for each signal related to each pixel, in a low-pass filter section blocked by
A subtraction function for subtracting the output from the low-pass filter unit from the image signal;
An amplification function for multiplying the signal subtracted by the subtraction function by a predetermined gain set in advance;
A program for causing a computer to realize a synthesis function for adding a signal multiplied by the amplification function to the input image signal .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003301204A JP4363125B2 (en) | 2003-08-26 | 2003-08-26 | Image signal processing device, viewfinder, display device, image signal processing method, recording medium, and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003301204A JP4363125B2 (en) | 2003-08-26 | 2003-08-26 | Image signal processing device, viewfinder, display device, image signal processing method, recording medium, and program |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009079964A Division JP2009189031A (en) | 2009-03-27 | 2009-03-27 | Image signal processor, viewfinder, display device, image signal processing method, recording medium, and program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005073027A JP2005073027A (en) | 2005-03-17 |
JP4363125B2 true JP4363125B2 (en) | 2009-11-11 |
Family
ID=34405894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003301204A Expired - Fee Related JP4363125B2 (en) | 2003-08-26 | 2003-08-26 | Image signal processing device, viewfinder, display device, image signal processing method, recording medium, and program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4363125B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7800577B2 (en) | 2004-12-02 | 2010-09-21 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Methods and systems for enhancing display characteristics |
JP4794323B2 (en) * | 2005-03-09 | 2011-10-19 | シャープ株式会社 | Image adjustment method and image adjustment apparatus |
JP5109529B2 (en) * | 2006-12-28 | 2012-12-26 | 株式会社Jvcケンウッド | Imaging device |
-
2003
- 2003-08-26 JP JP2003301204A patent/JP4363125B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005073027A (en) | 2005-03-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0641508B1 (en) | Method and apparatus for enhancing sharpness of a sequence of images subject to continuous zoom | |
JP3151245B2 (en) | System and method for synthesizing video images from multiple sources in real time | |
US8907973B2 (en) | Content adaptive image restoration, scaling and enhancement for high definition display | |
JPWO2011033619A1 (en) | Image processing apparatus, image processing method, image processing program, and storage medium | |
KR100565065B1 (en) | Method and apparatus for image detail enhancement using filter bank | |
JP2011065339A (en) | Image processing apparatus, image processing method, image processing program and storage medium | |
KR950011528B1 (en) | Video signal edge-enhancement method and apparatus | |
JP4363125B2 (en) | Image signal processing device, viewfinder, display device, image signal processing method, recording medium, and program | |
JPH04321379A (en) | Adaptive picture emphasis circuit | |
JP5919086B2 (en) | Image processing apparatus, control method therefor, and program | |
JP2009189031A (en) | Image signal processor, viewfinder, display device, image signal processing method, recording medium, and program | |
JP4419566B2 (en) | Video signal processing apparatus, video signal processing method, and video signal processing program | |
JP3106831B2 (en) | Video signal processing device | |
US7318079B2 (en) | Method and device for filtering a video signal | |
US7098963B2 (en) | Method and apparatus for attenuating image noise | |
KR100213235B1 (en) | Filtering method and the low pass filter for adaptable edge low pass filter | |
JP2507154B2 (en) | Filter device | |
JP4534121B2 (en) | Noise removal apparatus, noise removal method, and noise removal program | |
JPH11346320A (en) | Video signal processor | |
JPH11168653A (en) | Contour compensation system | |
JPS6346881A (en) | Digital outline correcting circuit | |
JPH01120682A (en) | Picture emphasizing circuit | |
JPS621379A (en) | Video signal processing device | |
JP2890774B2 (en) | Image enlargement device and imaging device with electronic zoom function | |
JP3894177B2 (en) | Video signal processing apparatus and video signal processing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060417 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20081222 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20081225 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090127 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090327 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090728 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090810 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120828 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |