JPH04165874A - ディジタル信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ガンマ変換を含むディジタル信号処理を行う
ディジタル信号処理装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ビデオカメラの信号処理回路としては、従来より用いら
れているアナログ信号処理回路に変えて、回路の安定化
、小型化、省電力化、高画質化のために、ディジタル信
号処理回路を用いてものが近年数多く提案されている。

第３図は、従来のディジタル信号処理回路（破線部分）
を用いたビデオカメラのブロック図である。図において
、１はレンズ、２は固体撮像素子、３ａ、３ｂは白バラ
ンス回路、４ａ。

４ｂ、４ｃはブリニー回路、５ａ、５ｂ、５ｃは８ビツ
ト・アナログ・ディジタル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器と
いう）、６−Ａはディジタル信号処理回路であり、６−
１ｍ、６−１ｂ、６−１ｃは輝度信号用のガンマ変換回
路、６−２は輝度プロセス回路、６−３ａ、６−３ｂ、
６−３ｃは色信号用のディジタル低域通過フィルタ（以
下ＤＬＰＦという）、６−４ａ、６−４ｂ。

６−４ｃは色信号用のガンマ変換回路、６−５は色差プ
ロセス回路、７ａ、フｂ、７ｃはディジタル・アナログ
変換器（以下Ｄ／Ａ変換器という）、８ａ、８ｂ、８ｃ
はアナログ低域通過フィルタ（以下ＡＬＰＦという）、
９はビデオエンコーダ回路、１０はビデオ出力端子であ
る。

第３図に従って動作を説明すれば、レンズ１によって固
体撮像素子２上に投影された被写体像（不図示）は光電
変換され、固体撮像素子の各画素上の色フィルタに応じ
たＲ、Ｇ、Ｈの各原色信号として出力される。原色信号
ＲおよびＢは、白バランス回路３ａ、３ｂにて原色信号
Ｇとレヘルを揃えられ、原色信号Ｇとともにブリニー回
路４ａ、４ｂ、４ｃに入力される。ブリニー回路４ａ、
４ｂ、４ｃでは撮像素子２より出力された信号のうち標
準レベル（１００％レベル）以上の信号を圧縮（ブリニ
ー処理）する、このように撮像素子２により出力された
各原色信号Ｒ，Ｇ、Ｂは白バランスがとられ、ブリニー
処理が施された後、Ａ／Ｄ変換器５ａ、５ｂ、５ｃにお
いて８ビツトのディジタル信号に変換され、ディジタル
信号処理回路６−Ａに入力される。ディジタル信号処理
回路６−Ａ内部では、ディジタル化された原色信号ＤＲ
，ＤＧ、ＤＢに対して、それぞれガンマ変換回路６−１
ａ、６−１ｂ。

６−ＩＣにてガンマ変換処理が施され、またＤＬＰＦ６
−３ａ、６−３ｂ、６−３ｃてそれぞれ帯域制限された
後、ガンマ変換回路６−４ａ。

６−４ｂ、６−４ｃにてガンマ変換処理が施される。こ
こで、ガンマ変換回路６−１ａ。

６−１ｂ、６−１ｃ、６−４ａ、６−４ｂ。

６−４Ｃでは、入力された８ビツトのディジタルデータ
をＤｉ、出力されるガンマ変換後のディジタルデータを
ＤＯ１人力データ及び出力データの標準レベル（１００
％レベル）を２００ＣＮＴ（カウント）、入力データ及
び出力データの黒レベルを０ＣＮＴとすると、 Ｄｏ＝　（（Ｄｉ／２００）−０，４５）＄２００なる
入出力特性になるように変換テーブルを用いた変換処理
を行い、８ビツトのディジタルデータを出力する。ただ
し−はべき乗を示す。

ガンマ変換回路６−１ｇ、６−１ｂ、６−１ｃにてガン
マ変換を施された原色信号ＤＲＧＡＭＭ＾。

Ｄ　Ｇ　ＧＡＭＭＡ、　Ｄ　Ｂ　　ＧＡＭＭＡは輝度プ
ロセス回路６−２に入力される。輝度プロセス回路６−
２では、固体撮像素子２上での空間サンプリングに従っ
て入力された原色信号ＤＲＧＡＭＭ＾。

ＤＧＧＡＭＭ＾、　Ｄ　Ｂ　にＡＭＭ＾を切り替えてデ
ィジタル輝度信号ＤＹを発生する。輝度プロセス回路６
−２で発生ぎわだディジタル輝度信号ＤＹは、ディジタ
ル信号処理回路６−Ａにより出力される。

一方、ガンマ変換回路６−４ａ、６−４ｂ。

６−４Ｃにてガンマ変換を施された帯域制限された原色
信号ＤＲＬ、　ＤＧ　Ｌ、　ＤＢ　Ｌは色差プロセス回
路６−５にてディジタル色差信号ＤＲ−Ｙ　　Ｌ、　Ｄ
Ｂ−Ｙ　　Ｌとされた後ディジタル信号処理回路６−Ａ
より出力される。ディジタル信号処理回路６−Ａより出
力された輝度信号ＤＹおよび色差信号ＤＲ−ＹＬ。

ＤＢ−Ｙ　　Ｌは、それぞれＤ／Ａ変換器７ａ。

７ｂ、７ｃにてアナログ信号に変換された後、アナログ
ローパスフィルタ８ａ、８ｂ、８ｃでサンプリングによ
るキャリアを取り除かねた後、ビデオエンコーダ回路９
にてコンポジットビデオ信号とされてビデオ出力端子１
０より出力される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のディジタル信号処理回路では、ガ
ンマ変換を施した結果、低輝度部分では入力データがＩ
　ＣＮＴ変化すると出力データが数ＣＮＴ変化するため
、８ビツトのＡ／Ｄ変換器を用いて原色信号Ｒ，Ｇ、Ｂ
のディジタル化を行ったにも関わらず低輝度部分での有
効量子化ビット数が低下してしまい、そのために低輝度
部分では疑似輪郭妨害などが発生して著しく画質を劣化
させてしまうという問題があった。

本発明は、この問題を解消するためなされたもので、低
輝度部分での有効量子化ビット数の低下による、疑似輪
郭妨害の発生等を抑え画質を改善することのできるディ
ジタル信号処理装置を提供することを目的とするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明ではディジタル信号処
理装置をつぎの（１）のとおりに構成する。

（１）ディジタル映像信号を入力し、少なくともガンマ
変換を施すディジタル信号処理装置であって、つぎのａ
、ｂの構成要素を有する画質改善部を備えたディジタル
信号処理装置。

ａ、ガンマ変換したディジタル信号にもとづいて、ガン
マ変換以前の、注目画素のデータから注目画素以時のデ
ータ変化点の画素のデータまでの変化が急峻であるかな
だらかであるかを判別する判別手段。

ｂ、前記判別手段で変化が急峻と判別したとき、注目画
素からデータ変化点の画素までのガンマ変換したデータ
をそのまま出力し、′変化がなだらかと判別したとき、
注目画素から変化点の画素までのデータとして、注目画
素のデータと変化点の画素のデータ及び両データにより
補間したデータを出力するデータ補正手段。

〔作用〕

ガンマ変換したディジタル信号にもとづいて、ガンマ変
換前のデータの変化が急峻かなだらかかを判別し、急峻
と判別したときはガンマ変換したデータをそのまま出力
し、なだらかと判別したときは補間したデータを出力す
る。

（実施例） 以下本発明を実施例により詳しく説明する。

第１図は本発明の一実施例の“ディジタル信号処理回路
”を用いたビデオカメラのブロック図である。第３図の
従来例と同一構成要素は同一符号を付してここでの説明
を省略する。６−８はディジタル信号処理回路、６−６
は輝度信号用の画質改善回路、６−７ａ、６−７ｂ、６
−７ｃは色信号用の画質改善回路である。

第１図に従って動作を説明すれば、撮像素子２より出力
された各原色信号Ｒ，Ｇ、Ｂが白バランスがとられ、プ
リニー処理が施された後、８ビツトのディジタル信号に
変換され、ガンマ変換回路６−１ａ、６−１ｂ、６−１
ｃにてガンマ変換処理が施され、輝度プロセス回路６−
２にてディジタル輝度信号ＤＹとされ：またＤＬＰＦ６
−３ａ、６−３ｂ、６−３ｃでそれぞれ帯域制限された
後ガンマ変換回路６−４ａ。

６−４ｂ、６−４ｃにてガンマ変換処理が施されるとこ
ろまでは従来例と同様である。

輝度プロセス回路６−２より出力されたディジタル輝度
信号は、輝度信号用の画質改善回路６−６に入力され、
また帯域制限された後ガンマ変換されたディジタル原色
信号Ｄ　ＲＧＡＭＭＡ、Ｌ。

ＤＧＧＡＭＭ＾、Ｌ、　Ｄ　Ｂ　ＧＡＭＭＡ、Ｌは、そ
れぞれ色信号用の画質改善回路６−７ａ、６−フｂ、６
−フＣに入力される。

輝度信号用の画質改善回路６−６では以下に示すような
手順で画質改善処理が行われる。

第２図は本実施例の説明図であり、同図（ａ）は固体撮
像素子２の１水平ラインの画素配列を、（ｂ）は各色毎
の画素の出力をディジタル化したデータを、（Ｃ）はガ
ンマ変換後のデータを、また（ｅ）は画質改善回路６−
６の出力データを示したものである。なお（ｄ）は画質
改善回路６−６の動作説明図である。

被写体が低輝度で、かつなだらかな輝度変化を有する場
合には、例えばガンマ変換回路の入力データＤｉとして
、画素Ｒｉから画素Ｒｉ＋１まで０が数画素続いた後に
、画素Ｇｉ　＋１で１に変化すると、ガンマ変換回路の
出力データＤｏ及びディジタル輝度信号ＤＹはＯが数画
素続いた後に１８に変化するため（第２図（ｃ）参照）
、その変化点に疑似輪郭妨害が発生する。

そこで、現在の注目画素を第２図（ａ）のＲｉとすると
、ディジタル輝度信号ＤＹが変化するまで画素Ｒｉを記
憶しておき、画素Ｒｉとディジタル輝度信号ＤＹが変化
したデータ変化点の画素Ｇｉ＋１との中間の画素のデー
タは、画素Ｒｉのデータと画素Ｇ１１１のデータから線
形補間によって得る。

以上の操作を縁り返すと画質改善されたディジタル輝度
信号ＤＹとして第２図（ｄ）の波形を得る。

しかし、このままでは、例えば画素Ｇｉ＋２から画素Ｂ
ｉ＋２や画素Ｒｉ＋３から画素Ｇｉ＋３のごとく、被写
体輝度が大きく変化し入力データＤｉも大きく変化して
いる場合にも、改善輝度信号ＤＹ’がなまってしまう。

そこで、注目画素のディジタル輝度信号ＤＹＩとデータ
変化点の画素のディジタル輝度信号ＤＹ２とを比較して
、ディジタル輝度信号の変化から入力データＤｉの変化
もなだらかであると判断できる場合にのみ補間操作によ
って改善輝度信号ＤＹ’を得て、一方、入力データＤｉ
の変化が急峻であると判断できる場合にはディジタル輝
度信号をそのまま用いて改善輝度信号ＤＹ’　とする。

以上の操作によって改善輝度信号ＤＹ’　として第２図
（ｅ）の波形を得ることができる。この様にして得られ
た改善輝度信号ＤＹ’はディジタル信号処理回路６−Ｂ
より出力される。

ここで、入力データＤｉの変化が急峻であるかなだらか
であるかは以下の手順で判別する。注目画素のディジタ
ル輝度信号ＤＹＩのガンマ変換前のデータＤＹ１．ＬＮ
と、データ変化点の画素のディジタル輝度信号ＤＹ２の
ガンマ変換前のデータＤＹ２．ＬＮとの差が２ＣＮＴ以
上あれば急峻な変化とし、差が２未満であればなだらか
な変化と判別する。

前述の判別をガンマ変換後のディジタル輝度信号からの
み行うには、 ＤＶ　ＤＩＦＦ−八ＢＳ　（（ＤＹＩ／２００）−２，
２−（ＤＹ２／２００）−２，２）なるＤＶ　ＤＩＦＦ
が２ＣＮＴ以上であるか否かを判別すれば良い、ただし
ＡＢＳは絶対値を求める関数である。

色信号用の画質改善回路６−７ａ、６−７ｂ。

６−７０においても、輝度信号用の画質改善回路６−６
と同様の操作をディジタル原色信号ＤＲＧ＾ＭＭＡ、Ｌ
、　　Ｄ　Ｇ　　ＧＡＭＭＡ、Ｌ、　　Ｄ　Ｂ　　ＧＡ
ＭＭＡ、Ｌに対して行うことによって画質改善されたデ
ィジタル原色信号ＤＲＧＡＭＭ＾、Ｌ’　、　Ｄ　Ｇ　
ＧＡＭＭＡ、Ｌ′。

ＤＢＧＡＭＭ＾、Ｌ′　を得ることができる。

以上のようにして得られた画質改善されたディジタル原
色信号Ｄ　ＲＧＡＭＭＡ、Ｌ’　、　Ｄ　Ｇ　ＧＡＩＩ
ＩＭ＾−Ｌ’、　Ｄ　Ｂ　ＧＡＭＭＡ、Ｌ’は色差プロ
セス回路６−５に入力され、−改善色差信号ｏ　Ｒ−ｙ
ｔ′、　Ｄ　Ｂ−Ｙｔ′がディジタル信号処理回路６−
Ｂより出力される。

ディジタル信号処理回路６−Ｂより出力された改善輝度
信号ＤＹ’及び改善色差信号Ｄ　Ｒ−ＹＬ’、ＤＲ−Ｙ
Ｌ’がそれぞれＤ／Ａ変換器７ａ。

７ｂ、７ｃに入力されてより以降は従来例と同様である
。

以上本発明の一実施例につき述べてきたが、前述実施例
では画質改善の操作を水平方向のみに施したが、垂直方
向に施しても同様の効果が得られることはいうまでもな
く、垂直、水平の両方向に施せばより一層効果的である
。

また、実施例ではガンマ変換前の注目画素のデータと、
データ変化点の画素のデータとの差が２ＣＮＴ以上の時
、急峻な変化とみなしたが、２ＣＮＴより大きい任意の
値を用いて急峻かなだらかかの判別を行うことによフて
ノイズリダクシジン効果も併せて持たせることが可能と
なり、より一層の画質改善が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ディジタル信号
処理装置でガンマ変換を施すことによる、低輝度部分で
の有効量子化ビット数の低下による疑似輪郭妨害の発生
を抑えることが可能となり、著しく画質を改善すること
がてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるビデオカメラのブロッ
ク図、第２図は同実施例の説明図、第３図は従来例のビ
デオカメラのブロック図である。 ６−Ｂ−一ディジタル信号処理回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディジタル映像信号を入力し、少なくともガンマ
   変換を施すディジタル信号処理装置であって、つぎのａ
   、ｂの構成要素を有する画質改善部を備えたことを特徴
   とするディジタル信号処理装置。 ａ、ガンマ変換したディジタル信号にもとづいて、ガン
   マ変換以前の、注目画素のデータから注目画素以降のデ
   ータ変化点の画素のデータまでの変化が急峻であるかな
   だらかであるかを判別する判別手段。 ｂ、前記判別手段で変化が急峻と判別したとき、注目画
   素からデータ変化点の画素までのガンマ変換したデータ
   をそのまま出力し、変化がなだらかと判別したとき、注
   目画素から変化点の画素までのデータとして、注目画素
   のデータと変化点の画素のデータ及び両データにより補
   間したデータを出力するデータ補正手段。