JP4685704B2 - Signal processing device - Google Patents

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Description

本発明は、画像信号や音声信号等の信号を処理する信号処理装置に関し、特に、フィルタ特性を制御可能な可変フィルタ装置の構成に関する。   The present invention relates to a signal processing device that processes a signal such as an image signal or an audio signal, and more particularly to a configuration of a variable filter device that can control filter characteristics.

従来から、画像信号処理の分野では、例えば画像の鮮鋭度改善や、雑音の除去のために2次元フィルタ(空間フィルタ)が用いられている。通常のカメラレンズは、レンズの光軸近傍の解像度は高いものの、光軸から離れた画面周辺部に対応する部分での解像度は低いという特性がある。この特性に起因する画質劣化を抑制する方法として、画面中心部と画面周辺部とのフィルタ特性を切り替える方法が知られている。   Conventionally, in the field of image signal processing, for example, a two-dimensional filter (spatial filter) is used for improving the sharpness of an image and removing noise. A normal camera lens has a characteristic that the resolution in the vicinity of the optical axis of the lens is high, but the resolution in the portion corresponding to the peripheral portion of the screen far from the optical axis is low. As a method for suppressing image quality deterioration due to this characteristic, a method of switching filter characteristics between the screen center and the screen periphery is known.

しかし、画面の位置により複数のフィルタ特性を混在させる構成では、異なるフィルタ特性の間において、フィルタの直流ゲインの変動に起因した固定パターン雑音が発生し、画質が低下する。   However, in a configuration in which a plurality of filter characteristics are mixed depending on the position of the screen, fixed pattern noise due to fluctuations in the DC gain of the filter occurs between different filter characteristics, and the image quality is degraded.

例えば、建物の壁や空のように、直流ゲインの変動の少ない画像信号に対し、空間位置対応のフィルタリングを行うと、フィルタ特性の切り替わり点で直流ゲインが変化し、レベル差が生じてしまう。人間の視覚は、このような直流ゲインの変動に対して極めて敏感であり、信号の1%以下の変動をも検知してしまう。従って、この直流ゲインの変動が、固定パターン雑音となり画質妨害が発生する。   For example, when filtering corresponding to the spatial position is performed on an image signal with little variation in DC gain, such as a wall of a building or the sky, the DC gain changes at the switching point of the filter characteristics, resulting in a level difference. Human vision is extremely sensitive to such DC gain fluctuations, and even detects fluctuations of 1% or less of the signal. Therefore, the fluctuation of the direct current gain becomes fixed pattern noise, causing image quality interference.

このような直流ゲイン変動の要因として、フィルタ係数の有効桁数への丸め誤差の累積による演算誤差による影響が大きい。以下、この丸め誤差による直流ゲイン不一致の発生について説明する。   As a factor of such DC gain fluctuation, the influence of the calculation error due to the accumulation of the rounding error to the number of effective digits of the filter coefficient is large. The occurrence of DC gain mismatch due to this rounding error will be described below.

例えば、7タップのトランスバーサルフィルタの各係数が16ビットで与えられるものとし、下記のフィルタ係数k0〜k6が与えられた場合を考える。
k3=+49ACh
k2=k4=+28BEh
k1=k5=+0000h
k0=k6=−0D94h
フィルタ係数k0〜k6の和は、
k0+k1+k2+k3+k4+k5+k6=8000h
となる。8000hは16ビット表現での+1であり、このフィルタの直流ゲインに相当する。
For example, assume that each coefficient of a 7-tap transversal filter is given by 16 bits, and the following filter coefficients k0 to k6 are given.
k3 = + 49ACh
k2 = k4 = + 28BEh
k1 = k5 = + 0000h
k0 = k6 = −0D94h
The sum of the filter coefficients k0 to k6 is
k0 + k1 + k2 + k3 + k4 + k5 + k6 = 8000h
It becomes. 8000h is +1 in 16-bit representation and corresponds to the DC gain of this filter.

この係数の下位6ビットを切り捨てて10ビットに正規化すると、
k3=+126h
k2=k4=+0A2h
k1=k5=+000h
k0=k6=−037h
となる。10ビットに正規化したフィルタ係数k0〜k6の全係数の和は、
k0+k1+k2+k3+k4+k5+k6=1FCh
となる。1FChは10ビット表現での+508であるので、このフィルタの直流ゲインは、508/512=0.99倍となる。従って、フィルタの直流ゲインがx1倍からx0.99倍に1%低減する。
If the lower 6 bits of this coefficient are truncated and normalized to 10 bits,
k3 = + 126h
k2 = k4 = + 0A2h
k1 = k5 = + 000h
k0 = k6 = −037h
It becomes. The sum of all the coefficients of the filter coefficients k0 to k6 normalized to 10 bits is
k0 + k1 + k2 + k3 + k4 + k5 + k6 = 1FCh
It becomes. Since 1FCh is +508 in 10-bit representation, the DC gain of this filter is 508/512 = 0.99 times. Therefore, the DC gain of the filter is reduced by 1% from x1 to x0.99.

このような直流ゲインの変動は、演算精度を高めれば除去することが可能である。しかし、演算精度を高めようとすると回路規模が大きくなってしまう。これまでは直流ゲインの誤差をある程度許容しつつ、回路規模の増大を抑えるか、または、フィルタ係数を補正する方法がとられてきた。   Such fluctuations in DC gain can be eliminated if the calculation accuracy is improved. However, an attempt to increase the calculation accuracy increases the circuit scale. Until now, a method has been employed in which an increase in circuit scale is suppressed or a filter coefficient is corrected while allowing a DC gain error to some extent.

特許文献1は、フィルタ係数の補正方法の一例を開示している。特許文献1では、全フィルタ係数の総和を算出して補正量を決定するゲイン検出回路を有し、求めた補正量で係数を補正することで直流ゲイン変動を抑える。   Patent Document 1 discloses an example of a filter coefficient correction method. In Patent Document 1, a gain detection circuit that calculates a correction amount by calculating the sum of all filter coefficients is provided, and the DC gain fluctuation is suppressed by correcting the coefficient with the obtained correction amount.

図4は、特許文献1に記載された可変フィルタ装置の構成を示す図である。係数生成回路12は、画面位置に対応したフィルタ係数を生成する。この係数を表す信号は、2系統に分岐し、一方はゲイン検出回路13に、他方は係数補正回路14に入力される。ゲイン検出回路13は、入力された係数値の総和を求め、この総和値と所定の値との差信号を係数補正回路14に出力する。係数補正回路14は、入力された差信号を用いてフィルタ係数を補正して係数可変フィルタ11の直流ゲインを一定にする。
特開平5−130452号公報
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the variable filter device described in Patent Document 1. As shown in FIG. The coefficient generation circuit 12 generates a filter coefficient corresponding to the screen position. A signal representing this coefficient is branched into two systems, one being input to the gain detection circuit 13 and the other being input to the coefficient correction circuit 14. The gain detection circuit 13 calculates the sum of the input coefficient values and outputs a difference signal between the sum value and a predetermined value to the coefficient correction circuit 14. The coefficient correction circuit 14 corrects the filter coefficient using the input difference signal to make the DC gain of the coefficient variable filter 11 constant.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-130452

しかしながら、特許文献1に記載された装置では、全タップの係数の総和により係数を補正しているため、係数の総和を求める演算をタップ段数分だけ行う必要である。従って、補正のための回路規模が大きくなるという問題があった。   However, in the apparatus described in Patent Document 1, since the coefficients are corrected by the sum of the coefficients of all the taps, it is necessary to perform the calculation for obtaining the sum of the coefficients by the number of tap stages. Therefore, there is a problem that the circuit scale for correction becomes large.

また、全係数の総和を求める過程で、全ての係数の総和算出が完了するまで補正できないので、係数を補正するための処理遅延が大きいという問題があった。特に、近年の撮像素子の高密度化と画素数の増大により、フィルタを構成するタップ数が増加し、総和算出、係数補正の演算量、処理遅延ともに増大する。   In addition, in the process of obtaining the sum of all coefficients, correction cannot be performed until the calculation of the sum of all coefficients is completed, so that there has been a problem that processing delay for correcting the coefficients is large. In particular, with the recent increase in the density of image pickup devices and the increase in the number of pixels, the number of taps constituting the filter increases, and the total calculation, coefficient correction calculation amount, and processing delay increase.

本発明は、上記背景に鑑み、簡単な構成でフィルタ係数を補正し、直流ゲインを一定に保つことのできる信号処理装置を提供することを目的とする。   In view of the above background, an object of the present invention is to provide a signal processing device capable of correcting a filter coefficient with a simple configuration and keeping a DC gain constant.

本発明の信号処理装置は、画像データの空間位置情報または時間位置情報に対応したフィルタ係数を生成するフィルタ係数生成部と、前記フィルタ係数生成部により生成されたフィルタ係数を正規化する係数正規化部と、前記係数正規化部にてフィルタ係数を正規化する際に発生した丸め誤差を累積する誤差累積部と、前記誤差累積部に累積された丸め誤差に基づいて、前記係数正規化部にて正規化されたフィルタ係数を補正する係数補正部と、前記係数補正部にて補正された係数を用いて前記画像データのフィルタリング処理を行うフィルタ処理部とを備えた構成を有する。   A signal processing apparatus according to the present invention includes a filter coefficient generation unit that generates filter coefficients corresponding to spatial position information or time position information of image data, and coefficient normalization that normalizes the filter coefficients generated by the filter coefficient generation unit Unit, an error accumulating unit for accumulating rounding errors generated when normalizing the filter coefficient in the coefficient normalizing unit, and a normalizing unit in the coefficient normalizing unit based on the rounding error accumulated in the error accumulating unit. A coefficient correction unit that corrects the converted filter coefficient, and a filter processing unit that performs a filtering process on the image data using the coefficient corrected by the coefficient correction unit.

この構成により、フィルタ係数の正規化により演算処理量を低減すると共に、係数補正部が丸め誤差の累積値に基づいてフィルタ係数を制御することにより、直流ゲインの変動を抑制することができる。   With this configuration, the amount of calculation processing can be reduced by normalizing the filter coefficient, and the coefficient correction unit can control the filter coefficient based on the accumulated value of the rounding error, thereby suppressing fluctuations in DC gain.

本発明の信号処理装置において、前記フィルタ処理部は、前記誤差累積部に累積された丸め誤差が所定の値を超えた場合に、前記係数正規化部が算出するフィルタ係数を補正することにより、可変フィルタの直流ゲインを一定に保持する構成を有する。   In the signal processing device according to the aspect of the invention, the filter processing unit may be variable by correcting the filter coefficient calculated by the coefficient normalization unit when a rounding error accumulated in the error accumulation unit exceeds a predetermined value. The DC gain of the filter is held constant.

このように丸め誤差の累積値が所定の値を超えた場合に、フィルタ係数を補正することにより、フィルタ処理部の直流ゲインを一定にすることができる。   As described above, when the accumulated value of the rounding error exceeds a predetermined value, the DC gain of the filter processing unit can be made constant by correcting the filter coefficient.

本発明の別の態様に係る信号処理装置は、複数組のフィルタ係数を記録したルックアップテーブルと、前記ルックアップテーブルに記録された複数組のフィルタ係数を、画像データの空間位置情報または時間位置情報に応じて切り替えて可変係数ディジタルフィルタの係数を制御する係数制御部とを備え、前記ルックアップテーブルは、画像データの空間位置情報または時間位置情報に対応して生成されたフィルタ係数を正規化し、正規化する際に発生した丸め誤差を累積し、累積された丸め誤差に基づいて前記フィルタ係数を補正したフィルタ係数を記録した構成を有する。   According to another aspect of the present invention, there is provided a signal processing apparatus including a lookup table in which a plurality of sets of filter coefficients are recorded, and a plurality of sets of filter coefficients recorded in the lookup table as spatial position information or time position of image data. And a coefficient control unit that controls the coefficient of the variable coefficient digital filter by switching according to the information, and the lookup table normalizes the filter coefficient generated corresponding to the spatial position information or time position information of the image data. In this configuration, rounding errors generated during normalization are accumulated, and filter coefficients obtained by correcting the filter coefficients based on the accumulated rounding errors are recorded.

この構成により、あらかじめルックアップテーブルに複数組のフィルタ係数を記録しておくことにより、フィルタ係数の補正演算を毎回行う必要がなく、少ない処理量で可変フィルタの直流ゲインを一定にすることができる。   With this configuration, a plurality of sets of filter coefficients are recorded in the lookup table in advance, so that it is not necessary to perform filter coefficient correction calculation every time, and the DC gain of the variable filter can be made constant with a small amount of processing. .

本発明によれば、簡単な構成で、直流ゲインを一定に保持できるフィルタ係数を生成し、固定パターン雑音の発生を防止できるというすぐれた効果を有する。   According to the present invention, it is possible to generate a filter coefficient capable of maintaining a constant DC gain with a simple configuration and to have an excellent effect of preventing occurrence of fixed pattern noise.

以下、本発明の実施の形態の信号処理装置について図面を用いて説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態における信号処理装置の概略ブロック図である。
本発明の第1の実施の形態における信号処理装置は、入力されたデータに対し、フィルタ処理を行う係数可変フィルタ1を備えている。また、信号処理装置は、係数可変フィルタで用いるフィルタ係数を求める構成として、フィルタ係数を生成する係数生成回路2と、フィルタ係数を正規化し、正規化係数S2と丸め誤差S3に分離する係数正規化回路5と、係数正規化回路5から入力された丸め誤差を累積して蓄積する誤差累積回路3と、誤差累積回路3に累積された誤差が、所定の値を超えた場合に係数を補正する係数補正回路4とを備えている。なお、係数正規化回路5にて分離される丸め誤差S3は、フィルタ係数算出後に有効桁数へ丸め時に発生する誤差である。
Hereinafter, a signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic block diagram of a signal processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
The signal processing apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a coefficient variable filter 1 that performs filter processing on input data. In addition, the signal processing apparatus has a configuration for obtaining a filter coefficient used in the coefficient variable filter, a coefficient generation circuit 2 that generates a filter coefficient, and a coefficient normalization circuit that normalizes the filter coefficient and separates it into a normalization coefficient S2 and a rounding error S3. 5, an error accumulation circuit 3 for accumulating and accumulating the rounding error input from the coefficient normalization circuit 5, and a coefficient correction for correcting the coefficient when the error accumulated in the error accumulation circuit 3 exceeds a predetermined value And a circuit 4. The rounding error S3 separated by the coefficient normalization circuit 5 is an error that occurs when rounding to the number of significant digits after calculating the filter coefficient.

次に、本実施の形態の信号処理装置の動作について説明する。
係数生成回路2は、画面の位置やレンズの情報を得て、画面位置に対応し所望の周波数特性が得られるようなフィルタ係数S1を生成する。係数生成回路2にて生成したフィルタ係数S1を係数正規化回路5にて正規化する。係数正規化回路5は、生成した正規化係数S2を係数補正回路4に出力し、正規化の際に発生した丸め誤差S3を誤差累積回路3に出力する。誤差累積回路3は、累積誤差が所定の値を超えた場合に、係数補正回路4にキャリー信号S6を出力する。係数補正回路4は、誤差累積回路3から入力されたキャリー信号S6に基づいてフィルタ係数を補正し、補正後のフィルタ係数を係数可変フィルタ1に入力する。係数可変フィルタ1は、係数補正回路4から入力されたフィルタ係数を用いて、入力されたデータをフィルタリング処理する。
Next, the operation of the signal processing apparatus according to the present embodiment will be described.
The coefficient generation circuit 2 obtains screen position and lens information, and generates a filter coefficient S1 that can obtain a desired frequency characteristic corresponding to the screen position. The filter coefficient S1 generated by the coefficient generation circuit 2 is normalized by the coefficient normalization circuit 5. The coefficient normalization circuit 5 outputs the generated normalization coefficient S2 to the coefficient correction circuit 4, and outputs a rounding error S3 generated during normalization to the error accumulation circuit 3. The error accumulation circuit 3 outputs a carry signal S6 to the coefficient correction circuit 4 when the accumulated error exceeds a predetermined value. The coefficient correction circuit 4 corrects the filter coefficient based on the carry signal S <b> 6 input from the error accumulation circuit 3 and inputs the corrected filter coefficient to the coefficient variable filter 1. The coefficient variable filter 1 performs filtering processing on the input data using the filter coefficient input from the coefficient correction circuit 4.

図2は、本実施の形態における信号処理装置の具体的な動作を説明するタイムチャートを示す図である。係数生成回路2は、演算精度を保つに充分なビット長の係数を生成する。トランスバーサル型デジタルフィルタは、各タップへの係数が必要である。係数生成回路2は、複数の係数の集合からなる係数セットを生成する。この複数の係数からなる係数セットの更新は、係数の更新中を示す更新フラグS4と、1つの係数の更新終了を示す係数更新パルスS5で誤差蓄積部3へ係数の更新を知らせる。   FIG. 2 is a diagram showing a time chart for explaining a specific operation of the signal processing apparatus according to the present embodiment. The coefficient generation circuit 2 generates a coefficient having a bit length sufficient to maintain calculation accuracy. A transversal digital filter requires a coefficient for each tap. The coefficient generation circuit 2 generates a coefficient set composed of a set of a plurality of coefficients. In updating the coefficient set composed of a plurality of coefficients, the error accumulating unit 3 is notified of the coefficient update by an update flag S4 indicating that the coefficient is being updated and a coefficient update pulse S5 indicating the end of updating of one coefficient.

以下では、係数生成回路2にて、下記の7タップのトランスバーサルフィルタの各係数を16ビットで生成する例を用いて説明する。
k3=+49ACh
k2=k4=+28BEh
k1=k5=+0000h
k0=k6=−0D94h
Hereinafter, the coefficient generation circuit 2 will be described using an example in which each coefficient of the following 7-tap transversal filter is generated with 16 bits.
k3 = + 49ACh
k2 = k4 = + 28BEh
k1 = k5 = + 0000h
k0 = k6 = −0D94h

係数正規化回路5は、下位6ビットを切り捨て、10ビットの係数を生成する正規化を行う。係数正規化回路5は、上位10ビットの正規化係数を係数補正回路4へ、下位6ビットの丸め誤差を誤差累積回路3へと分離する。   The coefficient normalization circuit 5 performs normalization by truncating the lower 6 bits and generating a 10-bit coefficient. The coefficient normalization circuit 5 separates the upper 10-bit normalization coefficient into the coefficient correction circuit 4 and the lower 6-bit rounding error into the error accumulation circuit 3.

上記の演算の結果、10ビットに正規化された正規化係数は、
k3=+126h
k2=k4=+0A2h
k1=k5=+000h
k0=k6=−037h
となり、丸め誤差は、
k3=2Ch
k2=k4=3Eh
k1=k5=00h
k0=k6=2Ch
となる。
As a result of the above operation, the normalized coefficient normalized to 10 bits is
k3 = + 126h
k2 = k4 = + 0A2h
k1 = k5 = + 000h
k0 = k6 = −037h
The rounding error is
k3 = 2Ch
k2 = k4 = 3Eh
k1 = k5 = 00h
k0 = k6 = 2Ch
It becomes.

誤差累積回路3は、更新フラグS4により係数更新中以外は0にクリアされており、係数の更新が開始されると係数が更新されるたびに係数の丸め誤差の累積加算を行う。上記の係数k0〜k6を例とした丸め誤差の累積過程を下表に示す。

Figure 0004685704
The error accumulation circuit 3 is cleared to 0 except when the coefficient is being updated by the update flag S4. When the coefficient update is started, the error accumulation circuit 3 performs cumulative addition of the coefficient rounding error every time the coefficient is updated. The following table shows the rounding error accumulation process taking the above-described coefficients k0 to k6 as an example.
Figure 0004685704

ここで、誤差を累積加算した結果が所定量(この場合は40h)を超えた場合に、係数補正回路4に桁上がりをしめすキャリー信号S6を出力する。誤差累積回路3は、キャリー信号S6を出力した後、累積加算結果の下位6ビットを累積加算値として次の係数との加算を行う。この下位6ビットは、累積結果−40hに相当する。誤差累積回路3は、全係数について同様の処理を行う。   Here, when the result of accumulating the errors exceeds a predetermined amount (in this case, 40 h), a carry signal S6 that causes a carry to the coefficient correction circuit 4 is output. After the error accumulation circuit 3 outputs the carry signal S6, the error accumulation circuit 3 performs addition with the next coefficient using the lower 6 bits of the cumulative addition result as the cumulative addition value. The lower 6 bits correspond to the accumulated result −40h. The error accumulating circuit 3 performs the same process for all coefficients.

係数補正回路4は、誤差累積回路3から入力されたキャリー信号S6に基づいて、桁上がりが発生した場合に、その時点の係数値に+1加算する補正を行う。   Based on the carry signal S6 input from the error accumulation circuit 3, the coefficient correction circuit 4 performs correction by adding +1 to the coefficient value at that time when a carry occurs.

図2に示す例では、2つめの係数が1C9h+1=1CAh、同様に5、6,7つめの係数に+1補正した係数を係数可変フィルタ1へ送り、フィルタ演算を行う。   In the example shown in FIG. 2, the second coefficient is 1C9h + 1 = 1CAh, and similarly, the coefficient corrected by +1 to the fifth, sixth, and seventh coefficients is sent to the coefficient variable filter 1 to perform filter calculation.

ここで、補正後の係数での直流ゲインについて説明すると、
k0=−037h
k1=+000h
k2=+0A3h
k3=+127h
k4=+0A3h
k5=+000h
k6=−036h
となり、全係数の和は、k0+k1+k2+k3+k4+k5+k6=200hとなる。全係数の和200hは、10ビット表現での+1となり、補正を行わない場合の直流ゲインのx0.99倍からx1倍に補正され、所望のゲインになることがわかる。
Here, the DC gain with the corrected coefficient will be described.
k0 = −037h
k1 = + 000h
k2 = + 0A3h
k3 = + 127h
k4 = + 0A3h
k5 = + 000h
k6 = −036h
Therefore, the sum of all coefficients is k0 + k1 + k2 + k3 + k4 + k5 + k6 = 200h. The sum 200h of all coefficients becomes +1 in 10-bit expression, and it can be seen that the DC gain is corrected from x0.99 times to x1 times when correction is not performed, and a desired gain is obtained.

なお、本実施の形態では、切り捨てによってフィルタ係数の正規化を行っているが、それ以外の方法でフィルタ係数を正規化することも可能である。例えば、10進数での四捨五入に相当する、2進数の0捨1入で正規化を行う場合には、誤差累積回路では桁上がりと桁下がりの両方の閾値でそれぞれキャリー信号とボロー信号を発生し、係数補正回路での補正は+1と−1の両方の補正を行う。同様に、切り上げによる正規化も可能である事は言うまでもない。   In this embodiment, the filter coefficient is normalized by truncation. However, the filter coefficient can be normalized by other methods. For example, when normalization is performed by rounding off a binary number, which is equivalent to rounding off a decimal number, the error accumulating circuit generates a carry signal and a borrow signal at both the carry and carry thresholds, respectively. The correction by the coefficient correction circuit performs both +1 and -1. Similarly, it goes without saying that normalization by rounding up is also possible.

本実施の形態では、ゲイン変動を補正するため、トランスバーサルフィルタの周辺タップからセンタタップへ向かって係数を補正している。これは一般に周辺からセンタタップに向かって重み付けが大きくなり、フィルタ特性への影響を少なくできるためである。   In this embodiment, the coefficient is corrected from the peripheral tap to the center tap of the transversal filter in order to correct the gain fluctuation. This is because weighting generally increases from the periphery toward the center tap, and the influence on the filter characteristics can be reduced.

このようにフィルタ係数の補正を行うとフィルタ係数は、係数生成回路2で生成された値とは異なり、フィルタの周波数特性も僅かに変動する。しかし、視覚では解像度変化に対する感度はゲイン変動に対する感度より低く、僅かな解像度変化は検知されない。そのため、補正後の画像ではゲイン変動の抑圧効果だけが得られる。   When the filter coefficient is corrected in this way, the filter coefficient differs slightly from the value generated by the coefficient generation circuit 2, and the frequency characteristic of the filter slightly varies. However, the sensitivity to a change in resolution is lower than that to a gain change, and a slight change in resolution is not detected. Therefore, only the gain fluctuation suppression effect can be obtained in the corrected image.

なお、本実施の形態では、空間的なゲイン変動がある場合を中心に説明してきたが、ゲインがフィールド、フレーム毎に変動してもフリッカとして検知され、これも画質妨害となる。本発明のゲイン補正を行う可変フィルタ方式によれば、時間推移に伴うゲイン変動をも補正でき、フリッカ等による画質妨害を防止することも可能になる。   Although the present embodiment has been described mainly with respect to the case where there is a spatial gain fluctuation, even if the gain fluctuates for each field or frame, it is detected as flicker, which also disturbs the image quality. According to the variable filter system for performing gain correction according to the present invention, it is possible to correct gain fluctuations with time, and to prevent image quality interference due to flicker or the like.

(第2の実施の形態)
図3は、本発明の第2の実施の形態における信号処理装置の概略ブロック図である。
第2の実施の形態における信号処理装置は、フィルタ係数を生成する係数生成回路2と、フィルタ係数を正規化し、正規化係数と丸め誤差に分離する係数正規化回路5と、フィルタ係数算出後に有効桁数へ丸め時に発生する誤差を累積して蓄積する誤差累積回路3と、蓄積した誤差の累計が所定の値を超えた場合に係数を補正する係数補正回路4と、複数の係数セットをテーブル化して保持する係数記憶装置6を備えている。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a schematic block diagram of a signal processing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
The signal processing apparatus according to the second embodiment includes a coefficient generation circuit 2 that generates a filter coefficient, a coefficient normalization circuit 5 that normalizes the filter coefficient and separates it into a normalization coefficient and a rounding error, and an effective digit after calculating the filter coefficient. An error accumulating circuit 3 that accumulates and accumulates errors generated when rounding to a number, a coefficient correcting circuit 4 that corrects a coefficient when the accumulated accumulated error exceeds a predetermined value, and a plurality of coefficient sets are tabulated. The coefficient storage device 6 is provided.

係数記憶装置6は、画面の位置やレンズの情報のそれぞれに対応した複数のフィルタ係数セットをルックアップテーブルとして記憶している。ルックアップテーブルに記憶するフィルタ係数は、画面の位置などに応じて、係数生成回路2、係数正規化回路5、誤差累積回路3および係数補正回路4を用いて、第1の実施の形態の信号処理装置と同様にフィルタ係数を求める。ルックアップテーブルの作成時の計算過程において、前述の説明のように、フィルタ係数の丸め誤差を累積加算し、所定値との比較結果で係数を補正しテーブルを作成する。   The coefficient storage device 6 stores a plurality of filter coefficient sets corresponding to the screen position and lens information as a look-up table. The filter coefficients stored in the lookup table are the signals of the first embodiment using the coefficient generation circuit 2, the coefficient normalization circuit 5, the error accumulation circuit 3, and the coefficient correction circuit 4 according to the position of the screen. The filter coefficient is obtained in the same manner as the processing device. In the calculation process at the time of creating the lookup table, as described above, the rounding error of the filter coefficient is cumulatively added, and the coefficient is corrected by the comparison result with the predetermined value to create the table.

第2の実施の形態の信号処理装置は、係数記憶装置6に記憶された複数の係数セットから、画面位置、レンズ情報に対応した最適な係数セットを選択し、フィルタ特性を切り替え、画像処理を行う。   The signal processing apparatus according to the second embodiment selects an optimum coefficient set corresponding to the screen position and lens information from a plurality of coefficient sets stored in the coefficient storage device 6, switches the filter characteristics, and performs image processing. Do.

第2の実施の形態の信号処理装置は、係数記憶装置6に記憶されたルックアップテーブルのフィルタ係数を用いるという簡単な構成により、直流ゲインを一定値に固定することができる。   The signal processing apparatus according to the second embodiment can fix the DC gain to a constant value by a simple configuration using the filter coefficient of the lookup table stored in the coefficient storage device 6.

本実施の形態では、フィルタ係数を保持する係数記憶装置6を係数補正回路4の後段に配置し、係数正規化回路2から係数補正回路4の処理後に係数記憶装置6で係数を切り替えているが、係数記憶装置6を配置する位置は係数補正回路4の後段には限られない。例えば、係数記憶装置6は、係数生成回路2と係数正規化回路5との間に配置してもよい。   In the present embodiment, the coefficient storage device 6 that holds the filter coefficients is arranged in the subsequent stage of the coefficient correction circuit 4, and the coefficients are switched in the coefficient storage device 6 after the processing from the coefficient normalization circuit 2 to the coefficient correction circuit 4. The position where the coefficient storage device 6 is arranged is not limited to the subsequent stage of the coefficient correction circuit 4. For example, the coefficient storage device 6 may be disposed between the coefficient generation circuit 2 and the coefficient normalization circuit 5.

また、撮像素子からの入力画素数、または、出力画素数を変更する場合や、その他の画像データ加工処理に対応して、予め記憶しておいた補正後の係数を更に補正することも可能である。   In addition, when the number of input pixels or the number of output pixels from the image sensor is changed, or in response to other image data processing, it is also possible to further correct the corrected coefficients stored in advance. is there.

なお、本実施の形態では、テレビカメラの輪郭補償回路を例にフィルタゲインを一定値にする方法を説明してきた。本発明は、この輪郭補償回路以外にも画面位置に応じて歪補正を行う幾何学変換フィルタ(アフィン変換フィルタ)、磁気記録などで用いられる適応型自動等化器など、時間、空間に依存して特性を可変するシフトバリアントなフィルタに対して適用できる。また、上記の実施例ではハードウエアによる構成を説明しているが、本発明はハードウエアに限定されるものではなく、ソフトウエアによって構成することができる。   In the present embodiment, the method of setting the filter gain to a constant value has been described using the contour compensation circuit of the television camera as an example. In addition to the contour compensation circuit, the present invention depends on time and space, such as a geometric transformation filter (affine transformation filter) that performs distortion correction according to the screen position, and an adaptive automatic equalizer used in magnetic recording. This can be applied to a shift variant filter whose characteristics are variable. In the above-described embodiment, the hardware configuration is described. However, the present invention is not limited to hardware, and can be configured by software.

本発明は、簡単な構成で固定パターン雑音の発生を防止できるというすぐれた効果を有し、画像信号や音声信号等の信号を処理する信号処理装置、特に、フィルタ特性を制御可能な可変フィルタ装置等として有用である。   The present invention has an excellent effect of preventing generation of fixed pattern noise with a simple configuration, and is a signal processing device for processing a signal such as an image signal or an audio signal, in particular, a variable filter device capable of controlling filter characteristics. Useful as such.

本発明の第1の実施の形態における信号処理装置の概略ブロック図1 is a schematic block diagram of a signal processing device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態における信号処理装置の動作を説明するタイムチャートTime chart for explaining the operation of the signal processing apparatus according to the first embodiment of the present invention 本発明の第2の実施の形態における信号処理装置の概略ブロック図Schematic block diagram of a signal processing device according to a second embodiment of the present invention 従来の可変フィルタ装置の概略ブロック図Schematic block diagram of a conventional variable filter device

符号の説明Explanation of symbols

1 係数可変フィルタ
2 係数生成回路
3 誤差累積回路
4 係数補正回路
5 係数正規化回路
6 係数記憶装置
S1 フィルタ係数
S2 正規化係数
S3 丸め誤差
S4 更新フラグ
S5 係数更新パルス
S6 キャリー
11 フィルタ
12 係数発生回路
13 ゲイン検出回路
14 係数補正回路

1 coefficient variable filter 2 coefficient generation circuit 3 error accumulation circuit 4 coefficient correction circuit 5 coefficient normalization circuit 6 coefficient storage device S1 filter coefficient S2 normalization coefficient S3 rounding error S4 update flag S5 coefficient update pulse S6 carry 11 filter 12 coefficient generation circuit 13 Gain detection circuit 14 Coefficient correction circuit

Claims (3)

画像データの空間位置情報または時間位置情報に対応したフィルタ係数を生成するフィルタ係数生成部と、
前記フィルタ係数生成部により生成したフィルタ係数を正規化する係数正規化部と、
前記係数正規化部にてフィルタ係数を正規化する際に発生した丸め誤差を累積する誤差累積部と、
前記誤差累積部に累積された丸め誤差に基づいて、前記係数正規化部にて正規化されたフィルタ係数を補正する係数補正部と、
前記係数補正部にて補正された係数を用いて前記画像データのフィルタリング処理を行うフィルタ処理部と、
を備えたことを特徴とする信号処理装置。
A filter coefficient generation unit that generates a filter coefficient corresponding to the spatial position information or temporal position information of the image data;
A coefficient normalization unit that normalizes the filter coefficient generated by the filter coefficient generation unit;
An error accumulating unit for accumulating rounding errors generated when normalizing filter coefficients in the coefficient normalizing unit;
A coefficient correction unit that corrects the filter coefficient normalized by the coefficient normalization unit based on the rounding error accumulated in the error accumulation unit;
A filter processing unit that performs a filtering process on the image data using the coefficient corrected by the coefficient correction unit;
A signal processing apparatus comprising:
前記フィルタ処理部は、前記誤差累積部に累積された丸め誤差が所定の値を超えた場合に、前記係数正規化部が算出するフィルタ係数を補正することにより、可変フィルタの直流ゲインを一定に保持することを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。   The filter processing unit maintains the DC gain of the variable filter constant by correcting the filter coefficient calculated by the coefficient normalization unit when the rounding error accumulated in the error accumulation unit exceeds a predetermined value. The signal processing apparatus according to claim 1, wherein: 複数組のフィルタ係数を記録したルックアップテーブルと、
前記ルックアップテーブルに記録された複数組のフィルタ係数を、画像データの空間位置情報または時間位置情報に応じて切り替えて可変係数ディジタルフィルタの係数を制御する係数制御部と、
を備え、
前記ルックアップテーブルは、画像データの空間位置情報または時間位置情報に対応して生成されたフィルタ係数を正規化し、正規化する際に発生した丸め誤差を累積し、累積された丸め誤差に基づいて前記フィルタ係数を補正したフィルタ係数を記録していることを特徴とする信号処理装置。

A lookup table that records multiple sets of filter coefficients;
A coefficient control unit that controls a coefficient of the variable coefficient digital filter by switching a plurality of sets of filter coefficients recorded in the lookup table according to the spatial position information or the time position information of the image data;
With
The look-up table normalizes filter coefficients generated corresponding to the spatial position information or temporal position information of the image data, accumulates rounding errors generated when normalizing, and based on the accumulated rounding errors, the filter A signal processing apparatus, wherein filter coefficients obtained by correcting the coefficients are recorded.

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