KR100786931B1 - 화상 신호 처리 장치 및 화상 신호 처리 방법 - Google Patents

화상 신호 처리 장치 및 화상 신호 처리 방법 Download PDF

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Abstract

화상 신호 처리 장치에서, 해상도의 향상과 효과적인 노이즈 저감을 양립하는 것을 도모한 화상 신호 처리 장치 및 신호 처리 방법을 제공한다. 피사체의 엣지의 특징을 검출하는 엣지 특징 검출부와, 노이즈 제거 처리를 행하는 화상 신호 주파수 대역 제한부와, 해상도 향상 처리를 행하는 화상 신호 주파수 대역 향상부와, 그 엣지 특징 검출부의 출력 결과에 따라, 화상 신호 주파수 대역 제한부와 화상 신호 주파수 대역 향상부 각각의 강도를 변경하는 강도 변경부를 갖는 화상 신호 처리 장치이다.
해상도, 화소, 주파수 대역, 외삽 보간

Description

화상 신호 처리 장치 및 화상 신호 처리 방법{IMAGE SIGNAL PROCESSING APPARATUS AND IMAGE SIGNAL PROCESSING METHOD}
도 1은 본 발명에서의 최량의 제1 실시 형태에서의 화상 신호 처리 장치의 개념도.
도 2는 본 발명에서의 최량의 제2 실시 형태에서의 화상 신호 처리 장치의 개념도.
도 3은 본 발명에서의 제1 실시예의 화상 신호 처리 장치를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에서의 제2 실시예의 화상 신호 처리 장치를 도시하는 개념도.
도 5는 본 발명에서의 제3 실시예의 화상 신호 처리 장치를 도시하는 개념도.
도 6은 본 발명에서의 제4 실시예의 화상 신호 처리 장치를 도시하는 개념도.
도 7은 화상 신호의 처리에서의 외삽 보간의 예를 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
301: 촬상 소자
302: A/D 변환부
303: 카메라 신호 처리 회로
304: 라인 메모리
305: 금지 조건 판정 회로
307: 선형 보간 회로
308: 앞경사 보간 회로
309: 뒷경사 보간 회로
310: 보간 판정 회로
[특허 문헌1] 일본 특원평10-113680호
[특허 문헌2] 일본 특원평1-262158호
[특허 문헌3] 일본 특개2004-208038호
본 발명은, 화상 신호 처리 장치 및 화상 신호 처리 방법에 관한 것이다.
본 기술 분야의 배경 기술로서는, 예를 들면 특허 문헌1이 있다. 또한, 본 기술 분야의 배경 기술로서는, 예를 들면 특허 문헌2가 있다. 또한, 본 기술 분야의 배경 기술로서는, 예를 들면 특허 문헌3이 있다.
종래, 화상 해상도를 향상시키는 신호 처리는, 주변 화소와의 차분 정보 등 을 이용하여 고주파의 신호의 이득을 올림으로써 실현하고 있었다. 그러나, 카메라에 의해 촬영된 화상 신호에는, 피사체의 순수한 화소 신호 이외에, 촬상 소자 등의 아날로그 회로에 의한 노이즈가 중첩되어 있다. 이 때문에, 전술한 화상 해상도를 향상시키는 신호 처리는, 노이즈 성분을 증폭시키는 요인으로 된다.
예를 들면 도 7은, 특허 문헌1에 기재된 외삽 보간 신호 생성 시의 예이다. 도 7의 (a)는 입력 화소 신호로서, 중심의 화소의 a부터 f 중, c와 d에 노이즈량(Ns)의 노이즈가 중첩되어 있다고 한다. 각 화소의 사이에 보간 신호를 생성할 때, 선형 보간의 경우, 도 7의 (b)와 같이, 노이즈량은 Ns와, 입력 화소 신호와 동등한 노이즈량으로 된다. 그러나, 외삽 보간을 행하는 경우에는 도 7의 (c)와 같이 노이즈량은 (1+α)Ns로 되어, S/N이 열화하게 된다. 이와 같이, 종래의 화상 해상도를 향상시키는 신호 처리는, 노이즈 증폭의 큰 요인으로 되고 있었다.
또한 예를 들면, 특허 문헌2에 기재된 보간 신호 생성 방법에서는, 신호의 상관성에 기초하여 계수를 결정하여, 보간 신호를 생성하고 있다. 예를 들면, 원색베이어 배열의 촬상 소자를 이용한 경우에 대한 보간 신호 생성 시에, G 신호로부터 구한 R의 보간 신호 Rg(t)는,
Rg(t)=Rc(t)/Gc(t)×G(t)
로 되는데, 여기서, 각 화소 신호에 Ns의 노이즈가 중첩되어 있었다고 하면,
Rg(t)=(Rc(t)+αNs)/(Gc(t)+αNs)×(G(t)+Ns)
로 된다. 단, 노이즈는 고주파의 AC 성분으로, 로우 패스 필터 투과 후의 노이즈 성분은 작아지기 때문에, α<1이며, t→∞로 하면, α≒0이다. 따라서,
Rg(t)=Rc(t)/Gc(t)×(G(t)+Ns)
로 되고, 즉 보간 신호 Rg(t)의 노이즈 성분은,
Rg(t)=Rc(t)/Gc(t)×Ns
이며, Rc(t)/Gc(t)분의 노이즈가 중첩되게 된다. 이 때문에, 특히 Rc(t)/Gc(t)의 값이 1 이상으로 커지는 경우, 본래의 노이즈량 이상의 노이즈 성분이 보간 신호에 중첩한다고 하는 과제가 있다.
한편, 종래, 노이즈를 제거하는 신호 처리 방법은, 고주파의 대역을 낮춤으로써 노이즈 레벨을 낮춤으로써 실현하고 있다. 이것은 피사체의 엣지 성분 등 필요한 신호의 고주파 성분의 이득도 낮추게 되어, 해상도를 열화시키는 요인으로 되었다.
이상과 같이, 종래부터 이용되고 있는 고해상도화 처리와 노이즈 제거 처리는, 상반되는 성질을 갖고 있어, 양립이 어렵다고 하는 과제가 있었다.
따라서 본 발명에서는, 노이즈 저감과 해상도 향상 처리를 효과적으로 행함으로써, 화상 신호 처리 장치 및 화상 신호 처리 방법의 사용성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 바람직한 형태에서는, 입력 화소 신호에 대하여 주파수 대역을 제한하는 화상 신호 주파수 대역 제한부와, 입력 화소 신호에 대하여 주파수 대역을 향상시키는 화상 신호 주파수 대역 향상부와, 입력 화상 신호의 엣지의 특징을 검출하는 엣지 특징 검출부와, 상기 엣지 특징 검출부의 출력에 따라, 상기 화상 신호 주파수 대역 제한부와 상기 화상 신호 주파수 대역 향상부로부터의 출력 화상 신호를 제한하여 출력하는 강도 변경부를 갖는 화상 신호 처리 장치로서 구성된다.
바람직한 예에서는, 상기 화상 신호 주파수 대역 제한부는 로우 패스 필터에 의해 구성되고, 상기 화상 신호 주파수 대역 향상부는 하이 패스 필터에 의해 구성된다.
또한, 바람직하게는, 상기 엣지 특징 검출부는 주목 화소와 주변 화소와의 차분치를 검출한다. 또한, 상기 엣지 특징 검출부는 주목 화소와 주변 화소의 신호 레벨의 절대치를 검출한다.
이하, 도면을 이용하여 실시예를 설명한다.
도 1은, 본 발명에서의 최량의 형태1에서의 화상 신호 처리 장치의 개념도이다.
주파수 대역 제한부(101)는, 입력 화상 신호에 대하여 노이즈 성분을 제거하는 것이다. 예로서는, 로우 패스 필터나 메디안 필터이다.
주파수 대역 향상부(102)는, 입력 화상 신호에 대하여 고해상도화 처리를 행하는 것으로, 예를 들면 오버슈트와 언더슈트를 입력 화상 신호에 대하여 부가함으로써, 피사체의 엣지를 검출하여 보정 등을 하는 것이다. 예로서는, 보간 신호를 생성할 때에 주파수 대역을 늘리도록 보간 신호를 생성하는 수단이다.
엣지 특징 검출부(103)는, 입력 화상 신호에 대하여 임의의 특정한 화소와 그 주변 화소와의 차분치 정보, 혹은 신호 레벨의 절대치로부터 그 영역에서의 피사체의 엣지의 특징을 검출하는 것이다. 예로서는, 임의의 특정한 화소와 그 주변 의 화소와의 차분치가 큰 경우에는, 피사체의 윤곽(엣지)이라고 검출한다. 반대로 상기 차분치가 작으면, 휘도 레벨이 평탄한 하늘 등의 배경이라고 검출하는 수단이다. 다른 예로서는, 중심 화소에 대하여 상하 좌우 혹은 경사 방향의 화소와의 차분치 각각의 크기를 비교함으로써, 피사체의 윤곽(엣지)의 방향을 검출하는 수단이다. 또한 다른 예로서는, 차분치 외에 휘도 신호 레벨의 절대치나 색 신호의 색상 정보로부터, 인간의 피부나 하늘과 같은 평탄한 부분을 검출하는 수단이다.
강도 변경부(104)는, 엣지 특징 검출부(103)로부터의 출력에 따라, 주파수 대역 제한부(101)와 주파수 대역 향상부(102)의 출력의 강도 비율을 변화시켜 가산 처리하는 수단이다.
이상의 형태에 의해, 엣지 특징 검출부(103)의 출력에 따라, 노이즈 성분이 눈에 띄기 쉬워 고해상도화 처리가 필요없는 화상 영역에 대해서는, 주파수 대역 제한부(101)의 효과를 보다 강하게 하고, 주파수 대역 향상부(102)의 효과를 약하게 함으로써, 효과적으로 노이즈 성분을 제거할 수 있다. 또한, 피사체의 엣지 성분이 많아 노이즈가 눈에 띄기 어려운 화상 영역에 대해서는, 주파수 대역 제한부(101)의 효과를 약하게 하고, 주파수 대역 향상부(102)의 효과를 강하게 함으로써, 효과적으로 해상도를 향상시킬 수 있다.
도 2는, 본 발명에서의 최량의 형태2에서의 화상 신호 처리 장치의 개념도이다.
도 2와 같이 주파수 대역 제한부(101)와 주파수 대역 향상부(102)를 직렬로 접속해도 노이즈 저감과 해상도 향상 처리를 효과적으로 행할 수 있다. 여기서 도 1의 구성과 도 2의 구성의 효과의 차이로서는, 다음과 같은 것을 생각할 수 있다. 즉, 도 1의 구성은, 도 2의 구성에 비하여 처리 속도가 빠르다. 한편, 도 2의 구성은, 도 1의 구성에 비하여 실장이 용이하다. 또한, 주파수 대역 제한부(101)와 주파수 대역 향상부(102)의 순서를 교체하거나, 혹은 한 쪽만을 적용하는 것으로도 본 발명의 효과가 얻어지는 것은 물론이다.
또한, 본 발명의 화상 신호 처리 장치를 구성하는 각 수단은, 회로 구성에 의해, 또는 소프트웨어의 처리에 의해서도 물론 실현할 수 있다.
도 3은, 본 발명을 촬상 장치에서의 화소 보간 회로에 적용한 실시예이다.
피사체로부터의 광을 노광하여 전기 신호로 변환하는 촬상 소자(301)는, 화소마다 수평 방향으로 점순차적으로 화소 신호를 출력한다. 이 화소 신호는, A/D 변환부(302)에 의해 디지털 데이터로 변환된다. 카메라 신호 처리 회로(303)는, 이 디지털 데이터화된 화소 신호로부터 YCrCb 신호 혹은 RGB 신호를 생성한다. 라인 메모리(304)는, 수평 방향으로 점순차적으로 출력된 YCrCb 신호, 혹은 RGB 신호를, 1 수평 주사 기간을 1 라인으로 하여, 복수 라인분의 화소를 보존해 둔다. 금지 조건 판정 회로(305) 및 선형 보간 회로(307) 및 앞경사 보간 회로(308) 및 뒷경사 보간 회로(309) 및 보간 판정 회로(310)는, 특허 문헌1에 기재된 것과 동등한 회로 구성이다.
즉, 본 실시예에서의 앞경사 보간 회로(308)와 뒷경사 보간 회로(309)와 보간 판정 회로(310)에 의해 생성된 화소 신호가, 전술한 주파수 대역 향상부(102)에 의해 생성된 화소 신호에 상당한다.
또한, 본 실시예에서의 선형 보간 회로(307)에 의해 생성된 화소 신호가, 전술한 주파수 대역 제한부(101)에 의해 생성된 화소 신호에 상당한다.
엣지 특징 검출부(103)는, 입력 화상 신호에 대하여, 임의의 특정한 화소와 그 주변 화소와의 차분치 정보, 혹은 신호 레벨의 절대치로부터 그 영역에서의 피사체의 엣지의 특징을 검출하는 것이다. 강도 변경부(104)는, 엣지 특징 검출부(103)로부터의 출력에 따라, 보간 판정 회로(310)와 선형 보간 회로(307)의 출력 결과의 비중을 변화시켜 가산 처리하는 수단이다.
이상의 구성에 따르면, 보간 신호 생성 시에, 피사체의 엣지 성분이 적어 노이즈가 눈에 띄기 쉬운 화상 영역에 대해서는, 선형 보간이 강해져 노이즈 증폭이 억제된 보간 신호를 생성할 수 있다. 또한, 피사체의 엣지 성분이 많아 노이즈가 눈에 띄기 어려운 화상 영역에 관해서는, 외삽 보간이 강해져, 해상도를 향상시킨 보간 신호를 생성할 수 있다.
또한, 본 실시예의 구성으로서는, 디지털 화상 신호를 입력하여 보간 신호를 생성하는 화소 보간 장치에서, 생성되는 보간 데이터 전의 보간용 원데이터로부터 외삽점을 구하여 그것을 보간 데이터로 하는 제1 보간부와, 생성되는 보간 데이터 후의 보간용 원데이터로부터 외삽점을 구하여 그것을 보간 데이터로 하는 제2 보간부와, 생성되는 보간 데이터 전후의 보간 데이터를 이용하여 상기 보간 데이터를 출력하는 제3 보간부로서, 그 제3 보간부는, 상기 보간용 원데이터의 슬로프를 검출하여 신호의 배열이 위로 볼록인지 아래로 볼록인지를 판정하여, 상기 보간용 원데이터의 배열이 위로 볼록이면, 상기 제1 보간부의 출력과 상기 제2 보간부의 출력 중 작은 쪽을 선택하고, 상기 보간용 원데이터의 배열이 아래로 볼록이면, 상기 제1 보간부의 출력과 상기 제2 보간부의 출력 중 큰 쪽을 외삽 보간 신호로서 출력하고, 피사체의 엣지의 특징을 검출하는 엣지 특징 검출부와, 그 엣지 특징 검출부의 출력 결과에 따라 외삽 보간 신호 생성부로부터의 출력 화소 신호와 상기 제3 보간부로부터의 출력 화소 신호 각각의 강도 비율을 변경하여 가산하는 강도 변경부를 갖는 화상 신호 처리 장치로 할 수 있다.
또한, 본 실시예를 촬상 장치에 적용하면 다음과 같이 된다. 즉, 피사체로부터의 광을 노광하여 전기 신호로 변환하는 촬상 소자와, 촬상 소자로부터 출력된 화소 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부와, 그 디지털 데이터화된 화소 신호로부터 휘도 신호와 색차 신호를 생성하는 카메라 신호 처리 회로와, 수평 주사 방향을 1 라인으로 하여 복수 라인분의 화소 신호를 보존해 두는 라인 메모리를 갖는 촬상 장치에서, 전술한 보간 신호 생성법에 의해 줌 처리를 행하는 촬상 장치로 된다.
도 4는, 본 발명을 피사체의 윤곽 보정을 행하는 화상 신호 처리 장치에 적용한 실시예이다.
주파수 대역 제한부(101)와 엣지 특징 검출부(103)는, 전술한 수단과 마찬가지의 기능을 갖는 것으로 한다.
제1 강도 변경부(104a)는, 엣지 특징 검출부(103)로부터의 출력에 따라, 주파수 대역 제한부(101)와 입력 화소 신호의 비중을 변화시켜 가산 처리하는 수단이다. 윤곽부 보정부(401)와 엣지 검출부(402)와 엣지 생성부(403)는, 특허 문헌3에 기재된 것과 동등한 회로 구성이다. 제2 강도 변경부(104b)는, 엣지 특징 검출부(103)로부터의 출력에 따라, 윤곽부 보정부(401)와 엣지 생성부(403)의 출력 결과의 비중을 변화시켜 가산 처리하는 수단이다.
즉, 본 실시예에서의 엣지 검출부(402)과 엣지 생성부(403)에 의해 생성된 화소 신호가, 전술한 주파수 대역 향상부(102)에 의해 생성된 화소 신호에 상당한다.
이상의 구성에 따르면, 피사체의 엣지 성분이 적어 노이즈가 눈에 띄기 쉬운 화상 영역에 대해서는, 주파수 대역 제한부가 강해져 노이즈 증폭이 억제된 신호를 생성할 수 있다. 또한, 피사체의 엣지 성분이 많아 노이즈가 눈에 띄기 어려운 화상 영역에 관해서는, 윤곽 보정이 강해져, 해상도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 구성으로서는, 디지털 화상 신호를 입력하여 피사체의 윤곽 보정을 행하는 화상 신호 처리 장치에서, 그 입력된 디지털 화상 신호를 윤곽 보정 처리하는 제1 윤곽부 보정부와, 그 입력된 디지털 화상 신호의 윤곽부를 검출하는 윤곽부 검출부와, 그 윤곽부 검출부의 검출 결과를 기초로 그 입력된 디지털 화상 신호의 윤곽부를 보정하는 제2 윤곽부 보정부와, 피사체의 엣지의 특징을 검출하는 엣지 특징 검출부와, 그 엣지 특징 검출부의 출력 결과에 따라 그 제1 윤곽부 보정부로부터의 출력 화소 신호와 그 제2 윤곽부 보정부로부터의 출력 화상 신호 각각의 강도 비율을 변경하여 가산하는 강도 변경부를 갖는 화상 신호 처리 장치로 된다.
도 5는, 본 발명을 특허 문헌2에 기재된 피사체의 엣지부에서도 가짜의 색 신호가 발생하지 않는 신호 보간 장치에 적용한 실시예이다.
촬상 소자(301)와 A/D 변환부(302)에 대해서는 설명을 생략한다.
또한, 동기 회로(601), 샘플 회로(602), 변환 회로(603), 계수 회로(604), 연산 회로(605)는, 특허 문헌2에 기재된 것과 동등한 회로 구성으로 된다.
또한, 주파수 대역 제한부(101)와 엣지 특징 검출부(103)는, 전술한 수단과 마찬가지의 기능을 갖는 것으로 한다.
강도 변경부(104)는, 엣지 특징 검출부(103)로부터의 출력에 따라, 주파수 대역 제한부(101)와 샘플링 후의 화소 신호와의 비중을 변화시켜 가산 처리하는 수단이다. 이 보간 처리에서는, 로우 패스 필터의 통과 대역과 1 화소(순간치)의 주파수 대역과의 차가 클수록 보다 고주파의 보간 신호를 생성할 수 있다. 즉, 이 1 화소(순간치)의 주파수 대역을 떨어뜨림으로써, 고주파의 노이즈 성분의 증폭을 방지할 수 있다. 이상의 구성에 따르면, 보간 신호 생성 시에, 피사체의 엣지 성분이 적어 노이즈가 눈에 띄기 쉬운 화상 영역에 대해서는, 주파수 대역 제한부가 강해져 노이즈 증폭이 억제된 보간 신호를 생성할 수 있다. 또한, 피사체의 엣지 성분이 많아 노이즈가 눈에 띄기 어려운 화상 영역에 관해서는, 해상도를 향상시킨 보간 신호를 생성할 수 있다.
또한, 본 실시예는, 원색 베이어 배열의 촬상 소자에 한정되지 않고, 보색 배열(Mg:마젠타, Gr:그린, Cy:시안, Ye:옐로우)의 촬상 소자이어도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 본 실시예의 구성으로서는, 복수의 색 필터가 배열된 피사체로부터의 광을 노광하여 전기 신호로 변환하는 촬상 소자와, 촬상 소자로부터 출력된 화소 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부를 갖는 촬상 장치에서, 상기 복수의 색 필터에 의한 화소 신호 중 임의로 선택하여 취출한 제1 신호와 동종의 제1 신호 열을 상기 신호원으로부터 취출하는 제1 샘플부와, 그 제1 신호 열과는 종류가 상이한 신호의 제2 신호 열을 상기 신호원으로부터 취출하는 제2 샘플부와, 그 제1 및 제2 샘플부의 출력 신호를 각각 파형 정형하는 제1 및 제2 파형 정형부와, 그 제1 파형 정형부의 출력 신호에 대한 그 제2 파형 정형부의 출력 신호의 계수를 구하는 계수부와, 그 제1 및 제2 샘플부의 출력 신호에 대하여 주파수 대역 제한을 행하는 주파수 대역 제한부와, 피사체의 엣지의 특징을 검출하는 엣지 특징 검출부와, 그 엣지 특징 검출부의 출력 결과에 따라 그 제1 및 제2 샘플부의 출력 신호로부터의 출력 화소 신호와 그 디지털 데이터화된 촬상 소자로부터의 화소 신호 각각의 강도 비율을 변경하여 가산하는 강도 변경부와, 그 계수부의 출력 신호와 상기 강도 변경부의 출력 신호 사이의 연산을 행하는 연산부와, 그 연산부의 출력 신호로 상기 제2 샘플부의 출력 신호를 보간하는 보간부를 포함한 신호 보간 장치로 된다.
도 6은, 본 발명을 오버슈트와 언더슈트를 입력 화상 신호에 대하여 부가함으로써 해상도를 향상시키는 화상 신호 처리 장치에 적용한 실시예이다.
라인 메모리(304)는, 수평 방향으로 점순차적으로 출력된 YCrCb 신호, 혹은 RGB 신호, 혹은 촬상 소자로부터의 화소 신호를, 1 수평 주사 기간을 1 라인으로 하여, 복수 라인분의 화소를 보존해 둔다. 수평 주사 방향 2차 미분부(701)는 2차 미분함으로써 엣지 성분을 추출하는 필터부이며, 각각 입력 화소 호에 대하여 가산 처리를 행함으로써 피사체의 엣지 부근에 대하여 오버슈트와 언더슈트가 생성되어, 해상도감이 향상되는 것이다.
엣지 특징 검출부(103)는, 입력 화상 신호에 대하여, 임의의 특정한 화소와 그 주변 화소와의 차분치 정보, 혹은 신호 레벨의 절대치로부터 그 영역에서의 피사체의 엣지의 특징을 검출하는 것이다. 강도 변경부(104)는, 엣지 특징 검출부(103)로부터의 출력에 따라, 수평 주사 방향 2차 미분부(701) 및 수직 주사 방향 2차 미분부(702)의 출력을 가산한 것과, 입력 화소 신호와의 비중을 변화시켜 가산 처리하는 수단이다.
이상의 구성에 따르면, 보간 신호 생성 시에, 피사체의 엣지 성분이 적어 노이즈가 눈에 띄기 쉬운 화상 영역에 대해서는, 오버 슈트 언더 슈트 부가가 약해지고 노이즈 증폭이 억제된 신호를 생성할 수 있다. 또한, 피사체의 엣지 성분이 많아 노이즈가 눈에 띄기 어려운 화상 영역에 관해서는, 오버 슈트 언더 슈트 부가가 강해져 해상도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 구성으로서는, 디지털 화상 신호를 입력하여 윤곽 보정 신호를 생성하는 화상 신호 처리 장치에서, 수평 주사 방향을 1 라인으로 하여 복수 라인분의 화소 신호를 보존해 두는 라인 메모리와, 그 라인 메모리로부터의 출력 화상 신호로부터 수평 주사 방향으로 2차 미분한 신호를 생성하는 수평 주사 방향 2차 미분부와, 그 라인 메모리로부터의 출력 화상 신호로부터 수직 주사 방향으로 2차 미분한 신호를 생성하는 수직 주사 방향 2차 미분부와, 피사체의 엣지의 특 징을 검출하는 엣지 특징 검출부와, 그 엣지 특징 검출부의 출력 결과에 따라 그 수평 주사 방향 2차 미분부로부터의 출력 화소 신호와 그 수직 주사 방향 2차 미분부로부터의 출력 화상 신호와 그 입력된 디지털 화상 신호와 각각의 강도 비율을 변경하여 가산하는 강도 변경부를 갖는 화상 신호 처리 장치로 된다.
이상 설명해 온 구성에 따르면, 첫째, 화상의 피사체의 엣지 성분이 적어 노이즈가 눈에 띄기 쉬운 영역의 노이즈 제거 처리를 강하게 하고, 불필요한 고해상도화 처리를 약하게 할 수 있다. 또한 둘째, 화상의 피사체가 많아, 노이즈 성분이 눈에 띄기 어려운 영역의 노이즈 제거 처리를 약하게 하고, 고해상도화 처리를 강하게 할 수 있다.
이 첫째와 둘째에 의해, 효과적으로 노이즈 제거와 고해상도화 처리를 행한 화상을 생성하는 화상 신호 처리 장치 또는 프로그램을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 화상 신호 처리 장치 및 화상 신호 처리 방법의 사용성을 향상시킬 수 있다.

Claims (18)

  1. 입력 화소 신호에 대하여 주파수 대역을 제한하는 화상 신호 주파수 대역 제한부와,
    입력 화소 신호에 대하여 주파수 대역을 향상시키는 화상 신호 주파수 대역 향상부와,
    입력 화상 신호의 엣지의 특징을 검출하는 엣지 특징 검출부와,
    상기 엣지 특징 검출부의 출력에 따라, 상기 화상 신호 주파수 대역 제한부와 상기 화상 신호 주파수 대역 향상부로부터의 출력 화소 신호를 제어하여 출력하는 강도 변경부(gain controller)
    를 갖는 화상 신호 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화상 신호 주파수 대역 제한부는 로우 패스 필터를 이용하여 구성하고,
    상기 화상 신호 주파수 대역 향상부는 하이 패스 필터를 이용하여 구성하는 화상 신호 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 엣지 특징 검출부는 주목 화소와 주변 화소와의 차분치를 검출하는 화상 신호 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 엣지 특징 검출부는 주목 화소와 주변 화소의 신호 레벨의 절대치를 검출하는 화상 신호 처리 장치.
  5. 입력 화상 신호의 특징을 검출하고,
    상기 검출에 따라,
    상기 입력 화상 신호에 대하여 주파수 대역을 제한하고,
    상기 입력 화상 신호에 대하여 주파수 대역을 향상시키고,
    상기 제한된 입력 화상 신호와 상기 향상된 입력 화상 신호를 가산하여 출력하는 화상 신호 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 입력 화상 신호의 특징으로 검출하는 단계는, 상기 입력 화상 신호의 파형의 엣지 또는 윤곽의 특징을 검출하는 단계를 포함하는 화상 신호 처리 방법.
  7. 입력 화상 신호를 표시기에 출력하는 화상 신호 처리 장치로서,
    상기 입력 화상 신호의 엣지의 특징을 검출하고, 그 검출 결과에 따라, 상기 표시기의 1 화면 상에 표시되는 화상 신호를, 상이한 주파수 대역에서 제한하는 화상 신호 처리 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 강도 변경부는,
    그 엣지 특징 검출부의 출력 결과에 따라 상기 화상 신호 주파수 대역 제한부와 상기 화상 신호 주파수 대역 향상부로부터의 출력 화소 신호 각각의 강도 비율을 변경하여 가산하는 화상 신호 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 강도 변경부는,
    상기 엣지 특징 검출부의 출력 결과에 따라 상기 화상 신호 주파수 대역 제한부의 출력 화소 신호와 입력 화소 신호 각각의 강도 비율을 변경하여 가산하는 제1 강도 변경부와,
    상기 엣지 특징 검출부의 출력 결과에 따라 상기 화상 신호 주파수 대역 향상부로부터의 출력 화상 신호와 상기 제1 강도 변경부로부터의 출력 화소 신호 각각의 강도 비율을 변경하여 가산하는 제2 강도 변경부를 갖는 화상 신호 처리 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 화상 신호 주파수 대역 제한부는 로우 패스 필터에 의해 구성되고, 상기 화상 신호 주파수 대역 향상부는 하이 패스 필터의 출력 신호를 입력 화소 신호에 대하여 가산함으로써 실현하는 것을 특징으로 하는 화상 신호 처리 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 엣지 특징 검출부는, 주목 화소와 주변 화소와의 차분치를 검출하는 것을 특징으로 하는 화상 신호 처리 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 엣지 특징 검출부는, 주목 화소와 주변 화소의 신호 레벨의 절대치를 검출하는 것을 특징으로 하는 화상 신호 처리 장치.
  14. 디지털 화상 신호를 입력하여 보간 신호를 생성하는 화상 보간 장치로서,
    생성되는 보간 데이터 전의 보간용 원(元)데이터로부터 외삽점을 구하여 그것을 보간 데이터로 하는 제1 보간부와,
    생성되는 보간 데이터 후의 보간용 원데이터로부터 외삽점을 구하여 그것을 보간 데이터로 하는 제2 보간부와,
    생성되는 보간 데이터 전후의 보간 데이터를 이용하여 상기 보간 데이터를 출력하는 제3 보간부와 - 상기 제3 보간부는, 상기 보간용 원데이터의 슬로프를 검출하여 신호의 배열이 위로 볼록인지 아래로 볼록인지를 판정하고, 상기 보간용 원데이터의 배열이 위로 볼록이면, 상기 제1 보간부의 출력과 상기 제2 보간부의 출력중 작은 쪽을 선택하고, 상기 보간용 원데이터의 배열이 아래로 볼록이면, 상기 제1 보간부의 출력과 상기 제2 보간부의 출력중 큰 쪽을 외삽 보간 신호로서 출력함 - ,
    피사체의 엣지의 특징을 검출하는 엣지 특징 검출부와,
    상기 엣지 특징 검출부의 출력 결과에 따라 외삽 보간 신호 생성부로부터의 출력 화소 신호와 상기 제3 보간부로부터의 출력 화소 신호 각각의 강도 비율을 변경하여 가산하는 강도 변경부
    를 갖는 화상 보간 장치.
  15. 피사체로부터의 광을 노광하여 전기 신호로 변환하는 촬상 소자와,
    상기 촬상 소자로부터 출력된 화소 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부와,
    상기 디지털 데이터화된 화소 신호로부터 휘도 신호와 색차 신호를 생성하는 카메라 신호 처리 회로와,
    수평 주사 방향을 1 라인으로 하여 복수 라인분의 화소 신호를 보존해 두는 라인 메모리
    를 갖는 촬상 장치로서,
    제14항의 화상 보간 장치에 의해 줌 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 주파수 대역 향상부는,
    상기 입력된 디지털 화상 신호를 윤곽 보정 처리하는 제1 윤곽부 보정부와,
    상기 입력된 디지털 화상 신호의 윤곽부를 검출하는 윤곽부 검출부와,
    상기 윤곽부 검출부의 검출 결과를 기초로 상기 입력된 디지털 화상 신호의 윤곽부를 보정하는 엣지 생성부
    를 포함하는 화상 신호 처리 장치.
  17. 복수의 색 필터가 배열된 피사체로부터의 광을 노광하여 전기 신호로 변환하는 촬상 소자와,
    상기 촬상 소자로부터 출력된 화소 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D 변환부
    를 갖는 화상 보간 장치로서,
    상기 복수의 색 필터에 의한 화소 신호 중 임의로 선택하여 취출한 제1 신호와 동종의 제1 신호 열을 상기 신호원으로부터 취출하는 제1 샘플부와,
    상기 제1 신호 열과는 종류가 상이한 신호의 제2 신호 열을 상기 신호원으로부터 취출하는 제2 샘플부와,
    상기 제1 및 제2 샘플부의 출력 신호를 각각 파형 정형하는 제1 및 제2 파형 정형부와,
    상기 제1 파형 정형부의 출력 신호에 대한 상기 제2 파형 정형부의 출력 신호의 계수를 구하는 계수부와,
    상기 제1 및 제2 샘플부의 출력 신호에 대하여 주파수 대역 제한을 행하는 주파수 대역 제한부와,
    피사체의 엣지의 특징을 검출하는 엣지 특징 검출부와,
    상기 엣지 특징 검출부의 출력 결과에 따라 상기 제1 및 제2 샘플부의 출력 신호로부터의 출력 화소 신호와 상기 디지털 데이터화된 촬상 소자로부터의 화소 신호 각각의 강도 비율을 변경하여 가산하는 강도 변경부와,
    상기 계수부의 출력 신호와 상기 강도 변경부의 출력 신호 사이의 연산을 행하는 연산부와,
    상기 연산부의 출력 신호에 의해 상기 제2 샘플부의 출력 신호를 보간하는 보간부
    를 포함한 것을 특징으로 하는 화상 보간 장치.
  18. 디지털 화상 신호를 입력하여 윤곽 보정 신호를 생성하는 화상 신호 처리 장치로서,
    수평 주사 방향을 1 라인으로 하여 복수 라인분의 화소 신호를 보존해 두는 라인 메모리와,
    상기 라인 메모리로부터의 출력 화상 신호로부터 수평 주사 방향으로 2차 미분한 신호를 생성하는 수평 주사 방향 2차 미분부와,
    상기 라인 메모리로부터의 출력 화상 신호로부터 수직 주사 방향으로 2차 미분한 신호를 생성하는 수직 주사 방향 2차 미분부와,
    피사체의 엣지의 특징을 검출하는 엣지 특징 검출부와,
    상기 엣지 특징 검출부의 출력 결과에 따라 상기 수평 주사 방향 2차 미분부로부터의 출력 화소 신호와 상기 수직 주사 방향 2차 미분부로부터의 출력 화상 신호와 상기 입력된 디지털 화상 신호의 각각의 강도 비율을 변경하여 가산하는 강도 변경부
    를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 신호 처리 장치.
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