WO2010074012A1

WO2010074012A1 - 画像補正処理回路、半導体装置、画像補正処理装置

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Publication number: WO2010074012A1
Application number: PCT/JP2009/071201
Authority: WO
Inventors: 竜哉森; 共治丸本
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2011-06-22
Also published as: US20110261261A1; CN102265594A; US8675962B2; CN102265594B

Abstract

　本明細書中に開示されている画像補正処理装置１００は、装置外部からデジタル形式の入力画像データが入力される第１の外部端子ＣＡＭＤＩ[７:０]と;前記デジタル形式の入力画像データに所定の画像補正処理を施してデジタル形式の出力画像データを生成する画像補正処理回路２００と;装置外部に前記デジタル形式の出力画像データを出力する第２の外部端子ＣＡＭＤＯ[７:０]と;前記デジタル形式の出力画像データをアナログコンポジットビデオ形式の出力画像データに変換するエンコーダ回路３００と;装置外部に前記アナログコンポジットビデオ形式の出力画像データを出力する第３の外部端子ＶＯＵＴと;を集積化して成る。

Description

画像補正処理回路、半導体装置、画像補正処理装置

　本発明は、入力画像に種々の画像補正処理を施して所望の出力画像を生成する画像補正処理回路、及び、これを集積化して成る半導体装置（画像補正処理装置）に関する。

（第１の背景技術）
　従来より、デジタル画像を取り扱うデバイスないしシステム（屋内外監視カメラ、ネットワークカメラ（ＩＰカメラ）、Ｗｅｂカメラ、インターホンなど）の分野では、入力画像に種々の画像補正処理（霧消し補正処理、逆光補正処理、明暗補正処理など）を施すことにより、所望の出力画像を生成する画像補正処理回路が用いられている。

　なお、上記従来の画像補正処理回路は、一般に、入力画像の一フィールドを複数のエリアに分割し、各エリア毎に取得される輝度ヒストグラムに基づいて、入力画像がどのようなシーンであるのか（例えば、霧が掛かっているのか、逆光状態であるのか）を判別し、入力画像に最適な画像補正処理を施す構成とされていた。

　上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１を挙げることができる。

（第２の背景技術）
　図９３Ａ及び図９３Ｂはいずれも画像データを取り扱う電子機器（屋内外監視カメラ、ネットワークカメラ（ＩＰカメラ）、Ｗｅｂカメラ、車載カメラ、インターホンなど）の一従来例を示すブロック図である。

　本従来例の電子機器９００は、カメラ９０１からＡＦＥ［Analog　Front　End］９０２を介して入力される入力画像データに種々のデジタル信号処理を施してデジタル形式の出力画像データを生成するカメラＤＳＰ［Digital　Signal　Processor］９０３を有して成る。

　なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献２を挙げることができる。

特許第３９８１２６０号明細書特開２００４－３０４７１２号公報

（第１の課題）
　確かに、画像補正処理回路を用いれば、霧が掛かった入力画像や逆光の入力画像をより視認性の高い出力画像に変換し、これを表示デバイスに送出することが可能となる。

　しかしながら、上記従来の画像補正処理回路で採用されているシーン判別手法では、必ずしも適切なシーン判別結果が得られないケースもあり、さらなる改善の余地があった。

　本明細書中に開示されている第１の技術的手段は、上記の問題点に鑑み、入力画像に適切な画像補正処理を施して所望の出力画像を生成することが可能な画像補正処理回路、及び、これを集積化して成る半導体装置を提供することを第１の目的とする。

（第２の課題）
　しかしながら、上記従来の電子機器９００には、霧や靄の掛かった視認性の低い入力画像データがカメラ９０１で得られた場合、その入力画像データに対して適切な画像補正処理（霧消し処理）を施す手段が設けられていなかった。

　なお、カメラＤＳＰ９０３を用いて上記の画像補正処理（霧消し処理）をソフトウェア的に実行するためには、カメラＤＳＰ９０３の処理能力を不必要に高めなければならず、電子機器９００の消費電力増大やコストアップを招くという問題があった。

　また、カメラＤＳＰ９０３は、自身が生成した出力画像データをデジタル形式で後段回路（半導体メモリなど）に出力するものであるため、カメラＤＳＰ９０３の出力画像データをアナログコンポジットビデオ入力にのみ対応した画像再生機器（アナログコンポジットビデオ入力端子のみを備えたテレビジョン放送受信機など）で再生するためには、カメラＤＳＰ９０３から出力されるデジタル形式の出力画像データをアナログコンポジットビデオ形式の出力画像データに変換するエンコーダＩＣを別途設ける必要があり、電子機器９００の大型化やコストアップを招くという問題もあった。

　本明細書中に開示されている第２の技術的手段は、上記の問題点に鑑み、入力画像データに適切な画像補正処理を施して所望の出力画像データを生成することが可能な画像補正処理装置を提供することを第２の目的とする。

（第１の解決手段）
　上記第１の目的を達成するために、本明細書中に開示されている画像補正処理回路は、入力画像に所定の画像補正処理を施して出力画像を生成する画像補正部と；前記入力画像の１フィールド毎に輝度ヒストグラムを取得し、その平均輝度値、標準偏差値、及び、中間値のいずれか２値ないしは３値全てを算出する演算部と；前記演算部で算出された前記輝度ヒストグラムの平均輝度値、標準偏差値、及び、中間値のいずれか２値ないしは３値全てに基づいて、前記入力画像に対する画像補正処理の要否や補正量を判定し、前記画像補正部の制御を行う補正制御部と；を有して成る構成（第１－１の構成）とされている。

　なお、上記第１－１の構成から成る画像補正処理回路において、前記画像補正部は、前記入力画像に対して霧画像補正処理を施すものであり、前記補正制御部は、前記輝度ヒストグラムの平均輝度値と標準偏差値に基づいて、前記霧画像補正処理の要否や補正量を判定するものである構成（第１－２の構成）にするとよい。

　また、上記第１－２の画像補正処理回路において、前記補正制御部は、前記輝度ヒストグラムの平均輝度値が第１の閾値よりも大きく、かつ、前記輝度ヒストグラムの標準偏差値が第２の閾値よりも小さいとき、前記霧画像補正処理が必要であると判定する構成（第１－３の構成）にするとよい。

　また、上記第１－３の構成から成る画像補正処理回路において、前記補正制御部は、前記霧画像補正処理が必要であると判定したときに、前記輝度ヒストグラムの標準偏差値が小さいほど、前記霧画像補正処理の補正量を段階的に或いは連続的に大きく設定する構成（第１－４の構成）にするとよい。

　また、上記第１－３または第１－４の構成から成る画像補正処理回路において、第１の閾値、及び、第２の閾値の少なくとも一方にはヒステリシス幅が設定されている構成（第１－５の構成）にするとよい。

　また、上記第１－１～第１－５いずれかの構成から成る画像補正処理回路は、前記入力画像に対する画像補正処理の要否や補正量を判定する際に前記補正制御部で参照される種々のパラメータを外部設定するためのレジスタを有して成る構成（第１－６の構成）にするとよい。

　また、本明細書中に開示されている半導体装置は、上記第１－１～第１－６いずれかの構成から成る画像補正処理回路を集積化して成る構成（第１－７の構成）とされている。

（第２の解決手段）
　上記第２の目的を達するために、本明細書中に開示されている画像補正処理装置は、装置外部からデジタル形式の入力画像データが入力される第１の外部端子と；前記デジタル形式の入力画像データに所定の画像補正処理を施してデジタル形式の出力画像データを生成する画像補正処理回路と；装置外部に前記デジタル形式の出力画像データを出力する第２の外部端子と；前記デジタル形式の出力画像データをアナログコンポジットビデオ形式の出力画像データに変換するエンコーダ回路と；装置外部に前記アナログコンポジットビデオ形式の出力画像データを出力する第３の外部端子と；を集積化して成る構成（第２－１の構成）とされている。

　なお、上記第２－１の構成から成る画像補正処理装置において、前記画像補正処理回路は、前記デジタル形式の入力画像データに対して、輝度ヒストグラムに基づく画像補正処理であって、本来の目的とは別に、色成分のバランス崩れ、ないしは、輝度ダイナミックレンジの不足を副次的に招くおそれのある第１の画像補正処理を施すことにより、デジタル形式の中間画像データを生成する第１の画像補正処理部と；前記デジタル形式の中間画像データに対して、第１の画像補正処理によって生じた色成分のバランス崩れ、ないしは、輝度ダイナミックレンジの不足を解消する第２の画像補正処理を施すことにより、前記デジタル形式の出力画像データを生成する第２の画像補正処理部と；を有して成る構成（第２－２の構成）にするとよい。

　さらに、上記第２－２の構成から成る画像補正処理装置において、前記第１の画像補正処理は、霧画像補正処理であり、前記第２の画像補正処理は、色補正処理、ないしは、輝度ダイナミックレンジ補正である構成（第２－３の構成）にするとよい。

　また、上記第２－２または第２－３の構成から成る画像補正処理装置において、前記第１の画像補正処理部は、補正係数の算出時に参照される前記輝度ヒストグラムの有効輝度範囲が可変的に設定される構成（第２－４の構成）にするとよい。

　さらに、上記第２－４の構成から成る画像補正処理装置において、前記第１の画像補正処理部は、あるフレームの補正係数を決定する際、当該フレームの補正係数と、当該フレームの前後に入力される少なくとも一のフレームの補正係数と、を用いて、当該フレームの補正係数にローパスフィルタ処理を施す構成（第２－５の構成）にするとよい。

　本明細書中に開示されている第１、第２の技術的手段によれば、入力画像データに適切な画像補正処理を施して所望の出力画像データを生成することが可能となる。

本発明に係る画像処理ＩＣの第１実施形態を示すブロック図霧が掛かっている画像を示す模式図霧が掛かっている画像の輝度ヒストグラムを示す模式図霧が掛かっていない画像を示す模式図霧が掛かっていない画像の輝度ヒストグラムを示す模式図霧画像補正処理の要否判定を説明するためのフローチャート輝度ヒストグラムの平均輝度値ＡＣＡＶＧと第１の閾値（ＡＣＡＶＧＴＨ１及びＡＣＡＶＧＴＨ２）との比較判定動作を説明するための図補正量調整処理の一例を示す図補正量調整処理の別の一例を示す図本発明に係る画像処理ＩＣの第２実施形態を示すブロック図画像処理ＩＣ１００の端子配置図画像処理ＩＣ１００の端子機能説明表設定毎のデジタルデータとＣＶＢＳ出力とのレベル関係を示す図（１００ＩＲＥ設定時）設定毎のデジタルデータとＣＶＢＳ出力とのレベル関係を示す図（１０８ＩＲＥ設定時）２線式シリアルインターフェースのデータ送受信波形図２線式シリアルインターフェイスのフォーマット図ＳＰＩバスインターフェースのデータ送受信波形図データ自動読み出しシーケンスを示すフローチャートＥＥＰＲＯＭからのデータ読み出しフローを説明するための波形図ＥＥＰＲＯＭ内部のデータフォーマット（セット時）を示す図ＥＥＰＲＯＭ内部のデータフォーマット（ストップ時）を示す図画像処理ＩＣ１００のレジスタマップ極性設定レジスタPOLの詳細テーブル CAMDI[7:0]に対するCAMCKIの極性設定の様子を示すタイミングチャート（CKPOL=0のとき） CAMDI[7:0]に対するCAMCKIの極性設定の様子を示すタイミングチャート（CKPOL=1のとき）パラメータ更新レジスタPARAMSETの詳細テーブルモードレジスタMODEの詳細テーブル MODE[1:0]の動作モード表入力インターフェースフォーマット指定レジスタYUVIFSETの詳細テーブル出力レンジ変換レジスタTRAM＿LIMの詳細テーブルモニタＸ方向画素サイズ設定レジスタDXSIZEの詳細テーブルモニタＹ方向画素サイズ設定レジスタDYSIZEの詳細テーブル霧画像補正、画像エンハンス有効Ｘ方向スタート位置設定レジスタICXSTの詳細テーブル霧画像補正、画像エンハンス有効Ｙ方向スタート位置設定レジスタICYSTの詳細テーブル霧画像補正、画像エンハンス有効Ｘ方向サイズ設定レジスタICXSIZEの詳細テーブル霧画像補正、画像エンハンス有効Ｙ方向サイズ設定レジスタICYSIZEの詳細テーブル霧画像補正と画像エンハンス補正の有効範囲を示す模式図プリガンマ設定レジスタPREGAMMAの詳細テーブル輝度補正強度設定レジスタSTRENGTHの詳細テーブル色差補正強度設定レジスタUV＿STRENGTHの詳細テーブルノイズ抑制設定レジスタNOISE＿SUPの詳細テーブルエッジ強調フィルタ設定レジスタEDG＿CNTの詳細テーブル応答時間設定レジスタRESP＿SETの詳細テーブルポストフィルタイネーブルレジスタPFLT＿ENの詳細テーブル出力ガンマ特性レジスタPOFLT0～POFLT8の詳細テーブル出力ガンマ特性を示す図霧画像補正制御レジスタFRCTLの詳細テーブル霧画像補正Sカーブレンジ調整レジスタSCRVADJの詳細テーブル SCRVADJの設定値と霧画像補正の強度との関係を示す表霧画像補正γカーブレンジ調整レジスタGCRVADJの詳細テーブル GCRVADJの設定値とγ値のオフセットとの関係を示す表ヒストグラム平均輝度値レジスタHAVGLUMの詳細テーブルヒストグラム標準分散値レジスタHSTDVRCの詳細テーブルフィールド間Low　Pass　Filter制御レジスタFR＿LPF＿CNTの詳細テーブルフィールド間LPF係数レジスタFR＿LPF＿COEF0-FR＿LPF＿COEF4の詳細テーブル自動制御UV＿STR調整レジスタUV＿STR＿ATの詳細テーブル自動制御分散値閾値設定レジスタACVRCTH1～ACVRCTH3の詳細テーブル自動制御平均値閾値設定レジスタACAVGTH1,ACAVGTH2の詳細テーブル自動制御Sカーブ補正領域設定レジスタACSCV11～ACSCV13の詳細テーブル霧画像補正自動制御を説明するためのフローチャート霧画像補正自動制御アルゴリズムの概要を示す図 TVエンコーダリセットレジスタPWDの詳細テーブル TVエンコーダ表示モードレジスタDISPの詳細テーブル TVエンコーダビデオモードレジスタVIDEOの詳細テーブル TVエンコーダビデオモードレジスタVIDEOの使用可能な設定を示す一覧表 TVエンコーダビデオモードレジスタCVBSの詳細テーブルバックグラウンドカラーレジスタBGCOLの詳細テーブル TVエンコーダカラーバーテストレジスタCOLBARの詳細テーブル TVエンコーダセットアップレジスタSETUPの詳細テーブル TVエンコーダセットアップ2レジスタSETUP2の詳細テーブル TVエンコーダガンマコレクションレジスタGM＿A0～GM＿A2,GM＿X0～GM＿X3,GM＿Y0～GM＿Y3の詳細テーブルガンマコレクションカーブを示す図ガンマコレクションレジスタGM＿A0～GM＿A2,GM＿X0～GM＿X3,GM＿Y0～GM＿Y3の設定例を示す表入力有効開始ピクセルオフセット設定レジスタOFSの詳細テーブル TVエンコーダ有効データ幅設定レジスタWID＿VDの詳細テーブル TVエンコーダ有効ライン幅設定レジスタHT＿VDの詳細テーブル TVエンコーダ水平表示位置オフセットレジスタH＿POSの詳細テーブル TVエンコーダ垂直表示位置オフセットレジスタV＿POSの詳細テーブル入力有効開始ラインオフセット設定レジスタV＿OFSの詳細テーブル表示位置変更レジスタの設定内容を示す模式図 SPIコントロールレジスタSPICNTの詳細テーブル SPI動作クロック分周レジスタSPIDIVの詳細テーブル SPI書き込みデータ設定レジスタSPIWDATAの詳細テーブル SPI読み出しデータレジスタSPIRDATAの詳細テーブル SPI　EEPROM読み出しアドレス設定レジスタ0：SPIADR0Lの詳細テーブル SPI　EEPROM読み出しアドレス設定レジスタ1：SPIADR1Lの詳細テーブル SPI　EEPROM読み出しアドレス設定レジスタ2：SPIADR2Lの詳細テーブル SPI　EEPROM読み出しアドレス設定レジスタ3：SPIADR3Lの詳細テーブル SPI　EEPROM読み出しアドレスビット８設定レジスタ：SPIADR1＿Hの詳細テーブル初期化レジスタSRSTの詳細テーブル画像処理ＩＣ１００を用いたシステムの一例を示す接続図第１の画像補正処理部のみを有する画像補正処理装置の一例を示すブロック図第１の画像補正処理部の後段に第２の画像補正処理部を有する画像補正処理装置の一例を示すブロック図輝度ヒストグラムのばらつきを説明するための図画像補正処理に伴うフリッカ発生の原因を説明するための図第１の画像補正処理部の第１構成例を示すブロック図輝度ヒストグラムの有効範囲指定を説明するための図第１の画像補正処理部の第２構成例を示すブロック図ローパスフィルタ処理（フィールド２の演算パラメータ算出時）を説明するための模式図ローパスフィルタ処理（フィールド３の演算パラメータ算出時）を説明するための模式図本発明に係る画像処理ＩＣを搭載した電子機器の一構成例を示す図本発明に係る画像処理ＩＣを搭載した電子機器の別の一構成例を示す図画像データを取り扱う電子機器の第１従来例を示すブロック図画像データを取り扱う電子機器の第２従来例を示すブロック図

　まず、本発明に係る画像処理ＩＣの第１実施形態について説明する。

　図１は、本発明に係る画像処理ＩＣの第１実施形態を示すブロック図である。本実施形態の画像処理ＩＣ１０は、霧画像補正部１１と、輝度ヒストグラム演算部１２と、補正制御部１３と、レジスタ１４と、を有して成る画像補正処理回路が集積化された半導体装置である。なお、図１には明示されていないが、画像処理ＩＣ１０には、霧画像補正部１１の他にも、入力画像に対して種々の画像処理（輝度ダイナミックレンジ補正、明暗補正、逆光補正など）を施す回路ブロックを含めることが可能である。

　霧画像補正部１１は、画像ソース２０から入力される入力画像に霧画像補正処理を施して所望の出力画像を生成し、これを表示デバイス３０に出力する手段である。画像ソース２０は、画像処理ＩＣ１０に入力される入力画像を生成する手段であり、例えば、動画撮影を行うデジタルビデオカメラや、静止画撮影を行うデジタルスチルカメラなどを用いることができる。また、画像ソース２０としては、放送受信装置（デジタルテレビジョン放送の受信装置など）やメディア再生装置（ビデオＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ハードディスク、半導体メモリなどの再生機能を備えたドライブ装置のほか、インターネットを介して提供される映像コンテンツの再生機能を備えたパーソナルコンピュータなど）を用いることも可能である。表示デバイス３０は、画像処理ＩＣ１０で霧画像補正処理が施された出力画像を表示する手段であり、ＬＣＤ［Liquid　Crystal　Display］や有機ＥＬ［Electro-Luminescence］ディスプレイなどを用いることができる。

　輝度ヒストグラム演算部１２は、画像ソース２０から入力される入力画像の１フィールド（フレーム）毎に輝度ヒストグラムを取得し、その平均輝度値、標準偏差値、及び、中間値のいずれか２値ないしは３値全てを算出する手段である。なお、図１の例において、輝度ヒストグラム演算部１２は、輝度ヒストグラムの平均輝度値ＡＣＡＶＧと標準偏差値ＡＣＶＲＣを算出する構成とされている。

　補正制御部１３は、輝度ヒストグラム演算部１２で算出された輝度ヒストグラムの平均輝度値、標準偏差値、及び、中間値のいずれか２値ないしは３値全てに基づいて、入力画像に対する霧画像補正処理の要否や補正量を判定し、その判定結果に基づいて霧画像補正部１１の制御を行う手段である。なお、図１の例において、補正制御部１３は、輝度ヒストグラムの平均輝度値ＡＣＡＶＧと第１の閾値（ＡＣＡＶＧＴＨ１、ＡＣＡＶＧＴＨ２）とを比較する第１比較部１３１と、輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣと第２の閾値（ＡＣＶＲＣＴＨ１～ＡＣＶＲＣＴＨ３）とを比較する第２比較部１３２と、第１比較部１３１及び第２比較部１３２の比較結果に基づいて霧画像補正処理の要否や補正量を判定する判定部１３３と、を有して成る構成とされている。なお、補正制御部１３による霧画像補正部１１の制御動作については、後ほど詳細な説明を行う。

　レジスタ１４は、入力画像に対する霧画像補正処理の要否や補正量を判定する際に補正制御部１３で参照される種々のパラメータ（先に述べた第１の閾値や第２の閾値を含む）をマイコン４０から外部設定するためのパラメータ格納手段である。

　次に、補正制御部１３の動作説明に先立ち、霧が掛かっている入力画像と霧が掛かっていない入力画像との間で、各々の輝度ヒストグラムにどのような差違が生じるかを考察する。図２Ａ、図２Ｂは、それぞれ、霧が掛かっている入力画像とその輝度ヒストグラムを示す模式図であり、図３Ａ、図３Ｂは、それぞれ、霧が掛かっていない入力画像とその輝度ヒストグラムを示す模式図である。

　一般に、霧が掛かっている入力画像（図２Ａ）は、霧が掛かっていない入力画像（図３Ａ）に比べて、全体的に白く（明るく）、コントラストの低い（輝度ダイナミックレンジの狭い）画像となる。すなわち、霧が掛かっている入力画像の輝度ヒストグラムは、霧が掛かっていない入力画像の輝度ヒストグラムに比べて、平均輝度値が高く、かつ、その標準偏差値が小さいものとなる（図２Ｂ、図３Ｂ）。

　補正制御部１３は、上記の考察に鑑み、輝度ヒストグラム演算部１２で算出された輝度ヒストグラムの平均輝度値ＡＣＡＶＧと標準偏差値ＡＣＶＲＣに基づいて、入力画像に対する霧画像補正処理の要否や補正量を判定し、その判定結果に基づいて霧画像補正部１１の制御を行う構成とされている。

　図４は、補正制御部１３（特に判定部１３３）による霧画像補正処理の要否判定を説明するためのフローチャートである。なお、本フローチャートの開始時には、レジスタ値ＦＲ＿ＡＴが「１（霧画像補正処理：自動）」に設定されており、レジスタ値ＦＲ＿ＥＮが「０（霧画像補正処理：停止中）」に設定されているものとする。

　まず、本フローチャートの内容説明を行うに先立ち、上記のレジスタ値ＦＲ＿ＡＴ及びレジスタ値ＦＲ＿ＥＮについて詳細に説明する。レジスタ値ＦＲ＿ＡＴは、霧画像補正処理の実行方法を設定するためのレジスタ値である。レジスタ値ＦＲ＿ＡＴが「０」に設定されているときには、霧画像補正処理が手動で実行され、レジスタ値ＦＲ＿ＡＴが「１」に設定されているときには、霧画像補正処理が自動的に実行される。なお、レジスタ値ＦＲ＿ＡＴが「１」に設定されているときには、レジスタ値ＦＲ＿ＥＮのビット制御（霧画像補正処理の動作確認制御）も自動的に行われる。

　レジスタ値ＦＲ＿ＥＮは、霧画像補正処理の動作制御（イネーブル制御）ないしは動作確認を行うためのレジスタ値である。レジスタ値ＦＲ＿ＡＴが「０（霧画像補正処理：手動）」に設定されている場合、レジスタ値ＦＲ＿ＥＮは霧画像補正処理の動作制御（イネーブル制御）に用いられる。すなわち、レジスタ値ＦＲ＿ＥＮが「０」に設定されているときには、霧画像補正処理がディセーブルとされ、レジスタ値ＦＲ＿ＥＮが「１」に設定されているときには、霧画像補正処理がイネーブルとされる。一方、レジスタ値ＦＲ＿ＡＴが「１（霧画像補正処理：自動）」に設定されている場合、レジスタ値ＦＲ＿ＥＮは霧画像補正処理の動作確認に用いられる。すなわち、レジスタ値ＦＲ＿ＥＮが「０」に設定されているときには、霧画像補正処理が停止中であると確認され、レジスタ値ＦＲ＿ＥＮが「１」に設定されているときには霧画像補正処理が動作中であると確認される。

　次に、図４に示すフローチャートの内容について具体的に説明する。本フローチャートが開始されると、ステップＳ１では、輝度ヒストグラムの平均輝度値ＡＣＡＶＧと第１の閾値（ステップＳ１では上側閾値ＡＣＡＶＧＴＨ１）との比較判定が行われる。ここで、ＡＣＡＶＧ≧ＡＣＡＶＧＴＨ１であると判定された場合には、フローがステップＳ２（補正量調整ステート）に進められる。一方、ＡＣＡＶＧ≧ＡＣＡＶＧＴＨ１ではないと判定された場合には、フローがステップＳ４に進められる。

　ステップＳ１において、ＡＣＡＶＧ≧ＡＣＡＶＧＴＨ１であると判定された場合、ステップＳ２では、霧画像補正部１１における霧画像補正処理がオン（基本的にはレジスタ値ＦＲ＿ＥＮ＝「１」）とされ、補正量（補正強度）の調整処理が実施される。なお、ステップＳ２での補正量調整処理については、後ほど詳細に説明する。

　一方、ステップＳ１において、ＡＣＡＶＧ≧ＡＣＡＶＧＴＨ１ではないと判定された場合、ステップＳ４では、レジスタ値ＦＲ＿ＥＮが「１」に設定されているか否かの判定、並びに、輝度ヒストグラムの平均輝度値ＡＣＡＶＧと第１の閾値（ステップＳ４では下側閾値ＡＣＡＶＧＴＨ２（≦ＡＣＡＶＧＴＨ１））との比較判定が行われる。ここで、レジスタ値ＦＲ＿ＥＮが「１」に設定されており、かつ、ＡＣＡＶＧ≧ＡＣＡＶＧＴＨ２であると判定された場合には、フローが先述のステップＳ２に進められる。一方、レジスタ値ＦＲ＿ＥＮが「１」に設定されていない、或いは、ＡＣＡＶＧ≧ＡＣＡＶＧＴＨ２ではないと判定された場合には、フローがステップＳ５に進められる。

　ステップＳ４において、レジスタ値ＦＲ＿ＥＮが「１」に設定されていない、或いは、ＡＣＡＶＧ≧ＡＣＡＶＧＴＨ２ではないと判定された場合、ステップＳ５では、霧画像補正部１１における霧画像補正処理がオフ（レジスタ値ＦＲ＿ＥＮ＝「０」）とされ、フローがステップＳ３に進められる。

　ステップＳ２において補正量調整処理が完了された後、或いは、ステップＳ５において霧画像補正処理がオフとされた後、ステップＳ３では、レジスタ値ＦＲ＿ＡＴが「０（霧画像補正処理：手動）」に設定されているか否かの判定が行われる。ここで、レジスタ値ＦＲ＿ＡＴが「０」に設定されていないと判定された場合には、フローがステップＳ１に戻されて、輝度ヒストグラムの平均輝度値ＡＣＡＶＧと第１の閾値（ステップＳ１では上側閾値ＡＣＡＶＧＴＨ１）との比較判定が繰り返される。一方、レジスタ値ＦＲ＿ＡＴが「０」に設定されていると判定された場合には、霧画像補正処理を手動実行に切り替えるべく、一連のフローが終了される。

　なお、輝度ヒストグラムの平均輝度値ＡＣＡＶＧと比較される第１の閾値については、先に述べたように、上側閾値ＡＣＡＶＧＴＨ１と下側閾値ＡＣＡＶＧＴＨ２を調整して、所定のヒステリシス幅を設定することが望ましい。このようなヒステリシス幅を設定することにより、図５に示したように、霧画像補正処理がオフされているとき（レジスタ値ＦＲ＿ＥＮ＝「０」であるとき）には、輝度ヒストグラムの平均輝度値ＡＣＡＶＧが上側閾値ＡＣＡＶＧＴＨ１に達するまで霧画像補正処理がオンされることはなく、逆に、霧画像補正処理がオンされているとき（レジスタ値ＦＲ＿ＥＮ＝「１」であるとき）には、輝度ヒストグラムの平均輝度値ＡＣＡＶＧが下側閾値ＡＣＡＶＧＴＨ２を下回るまで霧画像補正処理がオフされることはないので、霧画像補正処理のオン／オフ発振を防止して、出力画像のちらつきを抑制することが可能となる。なお、上側閾値ＡＣＡＶＧＴＨ１と下側閾値ＡＣＡＶＧＴＨ２は、いずれもマイコン４０からレジスタ１４に外部設定することが可能であり、上側閾値ＡＣＡＶＧＴＨ１と下側閾値ＡＣＡＶＧＴＨ２を同一値に設定した場合には、上記のヒステリシス機能がオフとなる。

　次に、ステップＳ２における補正量調整処理について図６Ａを参照しながら詳述する。図６Ａは、補正量調整処理の一例を示す図である。なお、図６Ａの横軸には、輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣが示されており、図６Ａの縦軸には霧画像補正処理の補正量（補正強度）を設定するためのレジスタ値ＦＲＡＤＪが示されている。

　ステップＳ２における補正量調整処理に際して、補正制御部１３は、輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣと第２の閾値（ＡＣＶＲＣＴＨ１～ＡＣＶＲＣＴＨ３、ＡＣＶＲＣＴＨｘ～ＡＣＶＲＣＴＨｚ）との比較判定を行い、入力画像に対して霧画像補正処理を施す必要があるか否か、並びに、入力画像に対して霧画像補正処理を施す必要がある場合には、その補正量（補正強度）をレジスタ値ＦＲＡＤＪ１～ＦＲＡＤＪ５のいずれに設定すべきかの判定を行う。

　なお、第２の閾値のうち、３つの閾値（ＡＣＶＲＣＴＨ１、ＡＣＶＲＣＴＨ２、ＡＣＶＲＣＴＨ３）は、マイコン４０からレジスタ１４に外部設定することが可能であり、その余の３つの閾値（ＡＣＶＲＣＴＨｘ、ＡＣＶＲＣＴＨｙ、ＡＣＶＲＣＴＨｚ）は、閾値ＡＣＶＲＣＴＨ１と閾値ＡＣＶＲＣＴＨ２との間を４等分する形で自動的に内部設定されるものである。従って、第２の閾値のうち、３つの閾値（ＡＣＶＲＣＴＨ１、ＡＣＶＲＣＴＨ２、ＡＣＶＲＣＴＨ３）を外部設定する際には、ＡＣＶＲＣＴＨ１＋４≦ＡＣＶＲＣＴＨ２≦ＡＣＶＲＣＴＨ３という関係を満たしておく必要がある。

　また、補正量の候補値となるレジスタ値ＦＲＡＤＪ１～ＦＲＡＤＪ５についても、マイコン４０からレジスタ１４に外部設定することが可能である。なお、レジスタ値ＦＲＡＤＪ１～ＦＲＡＤＪ５を外部設定する際には、輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣが小さいほど、霧画像補正処理の補正量を段階的に大きく設定すべく、ＦＲＡＤＪ５≧ＦＲＡＤＪ４≧ＦＲＡＤＪ３≧ＦＲＡＤＪ２≧ＦＲＡＤＪ１（ただし、ＦＲＡＤＪ５＞ＦＲＡＤＪ１）という関係を満たしておく必要がある。

　なお、先に説明した第１の閾値（ＡＣＡＶＧＴＨ１、ＡＣＡＶＧＴＨ２）と同様、第２の閾値（ＡＣＶＲＣＴＨ１～ＡＣＶＲＣＴＨ３、ＡＣＶＲＣＴＨｘ～ＡＣＶＲＣＴＨｚ）についても、所定のヒステリシス幅を設定しておくことが望ましい。例えば、図６Ａのように、輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣが次第に小さくなる場合（補正量を増大させていく必要がある場合）には、実線で示される経路で補正量の調整を行い、輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣが次第に大きくなる場合（補正量を低減していく必要がある場合）には、破線で示される経路で補正量の調整を行えばよい。

　例えば、前回の比較判定時にＡＣＶＲＣ＝ＡＣＶＲＣＴＨｙと判定され、現在の補正量がレジスタ値ＦＲＡＤＪ３に設定されている場合を考える。この場合、輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣが閾値ＡＣＶＲＣＴＨｘを下回るまで補正量がレジスタ値ＦＲＡＤＪ４に切り替えられることはなく（図６Ａの実線を参照）、逆に、輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣが閾値ＡＣＡＶＧＴＨｚ以上になるまで補正量がレジスタ値ＦＲＡＤＪ２に切り替えられることはない（図６Ａの破線を参照）。従って、霧画像補正処理の補正量が頻繁に切り替わることを防止して、出力画像のちらつきを抑制することが可能となる。

　また、霧画像補正処理がオフとされている場合、輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣが閾値ＡＣＶＲＣＴＨ２を下回った時点で、霧画像補正処理がオンとされ、輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣに応じた補正量の調整処理が開始される（図６Ａの実線を参照）。一方、霧画像補正処理が一旦オンされた後は、輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣが閾値ＡＣＶＲＣＴＨ２以上となっても、霧画像補正処理はオン状態に維持され、標準偏差値ＡＣＶＲＣが閾値ＡＣＶＲＣＴＨ３以上になった時点で、霧画像補正処理がオフとされる（図６Ａの破線を参照）。従って、霧画像補正処理のオン／オフ発振を防止して、出力画像のちらつきを抑制することが可能となる。なお、閾値ＡＣＶＲＣＴＨ３を輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣが取り得る最大値に設定した場合には、霧画像補正処理が常時オンとされる。

　上記したように、本実施形態の画像処理ＩＣ１０において、補正制御部１３は、輝度ヒストグラムの平均輝度値ＡＣＡＶＧが第１の閾値（図４や図５の例では、閾値ＡＣＡＶＧＴＨ１または閾値ＡＣＡＶＧＴＨ２）よりも大きく、かつ、輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣが第２の閾値（図６Ａの例では、閾値ＡＣＶＲＣＴＨ２またはＡＣＶＲＣＴＨ３）よりも小さいとき、霧画像補正処理が必要であると判定する。このように、輝度ヒストグラムの平均輝度値ＡＣＡＶＧ及び標準偏差値ＡＣＶＲＣに基づいて、入力画像に対する霧画像補正処理の要否や補正量を判定する構成であれば、入力画像のエリア分割処理を要することなく適切なシーン判別を行い、シーン毎に最適な霧画像補正処理を施すことができるので、出力画像の視認性を高めることが可能となる。

　なお、上記で説明した霧画像補正処理の要否や補正量の判定処理は、入力画像の１フィールド（フレーム）毎に行われるが、その判定結果に基づいて霧画像補正部１１への指示内容を更新する頻度については、必ずしも１フィールド毎でなくてもよく、１６フィールド毎、３２フィールド毎、ないしは、６４フィールド毎など、マイコン４０からのレジスタ設定に応じて任意に調整することが可能である。

　また、マイコン４０を用いてソフトウェア演算処理を行うことにより、上記で説明した霧画像補正処理やその要否判定並びに補正量調整を行うことも可能ではあるが、本発明に係る画像処理ＩＣ１０を用いてハードウェア演算処理を行えば、マイコン４０に掛かる負荷を減らすことができるので、システム全体として処理速度の向上やコストの低減を実現することが可能となる。

　なお、上記の実施形態では、霧画像補正処理回路に本発明を適用した構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、その他の画像補正処理回路にも広く適用することが可能である。例えば、逆光画像補正処理回路に本発明を適用する場合であれば、入力画像の１フレーム毎に輝度ヒストグラムを取得し、その平均輝度値が比較的低く、標準偏差値が比較的大きく、かつ、中間値が比較的高い場合には、入力画像が逆光状態であると認識して、逆光補正処理を行うように構成すればよい。

　また、上記の実施形態において、補正制御部１３は、霧画像補正処理が必要であると判定したとき、輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣが小さいほど、霧画像補正処理の補正量を段階的に大きく設定する構成（図６Ａを参照）を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、輝度ヒストグラムの標準偏差値ＡＣＶＲＣが小さいほど、霧画像補正処理の補正量を連続的に大きく設定する構成（図６Ｂを参照）としても構わない。

　次に、本発明に係る画像処理ＩＣの第２実施形態について説明する。

　図７は、本発明に係る画像処理ＩＣの第２実施形態を示すブロック図である。本実施形態の画像処理ＩＣ１００は、画像補正処理回路２００と、エンコーダ回路３００と、第１シリアルインターフェース回路４００と、第２シリアルインターフェイス回路５００と、を集積化して成る半導体装置（画像補正機能付きのデジタルビデオエンコーダＩＣ）であり、ＮＴＳＣ／ＰＡＬデジタルビデオエンコーダとしての機能と、霧補正／ダイナミックレンジ補正画像処理装置としての機能を併せ持っている。なお、図７には明示されていないが、本実施形態の画像処理ＩＣ１００には、ＩＣ各部の動作設定用パラメータを格納するレジスタが集積化されている。

　画像補正処理回路２００は、装置外部から入力されるデジタル形式の入力画像データに対して所定の画像補正処理を施すことにより、デジタル形式の出力画像データを生成する回路ブロックであり、第１の画像補正処理部２０１と、第２の画像補正処理部２０２と、を有して成る。

　第１の画像補正処理部２０１は、装置外部から入力されるデジタル形式の入力画像データに対して霧画像補正処理を施す回路ブロックであり、先出の図１で示した霧画像補正部１１、輝度ヒストグラム演算部１２、及び、補正制御部１３がこれに相当する。

　第２の画像補正処理部２０２は、第１の画像補正処理部２０１から入力される霧画像補正処理済みの入力画像データに対して、さらに、色補正処理と輝度ダイナミックレンジ補正処理を施す回路ブロックであり、カラーコレクション部２０２ａと、輝度判別部２０２ｂと、画像エンハンス部２０２ｃと、演算処理部２０２ｄと、を有して成る。

　カラーコレクション部２０２ａは、第１の画像補正処理部２０１から入力される霧画像補正処理済みの入力画像データに基づいて、色補正係数を算出する。

　輝度判別部２０２ｂは、第１の画像補正処理部２０１から入力される霧画像補正処理済みの入力画像データに基づいて、輝度ダイナミックレンジ補正係数を算出する。

　画像エンハンス部２０２ｃは、カラーコレクション部２０２ａから入力される色補正係数と、輝度判別部２０２ｂから入力される輝度ダイナミックレンジ補正係数に基づいて、最終的な画像補正係数を算出する。

　演算処理部２０２ｄは、画像エンハンス部２０２ｃから入力される最終的な画像補正係数に基づいて、第１の画像補正処理部２０１から入力される霧画像補正処理済みの入力画像データに対して、さらに、色補正処理と輝度ダイナミックレンジ補正処理を施す。

　エンコーダ回路３００は、画像補正処理回路２００で生成されたデジタル形式の出力画像データをアナログコンポジットビデオ形式の出力画像データに変換する回路ブロックであり、メモリコントローラ３０１と、ラインメモリ３０２と、補完部３０３と、ガンマ補正部３０４と、ローパスフィルタ部３０５と、トラップフィルタ部３０６と、ローパスフィルタ部３０７及び３０８と、演算処理部３０９～３１２と、デジタル／アナログ変換部３１３と、タイミング信号発生部３１４と、サブキャリア信号発生部３１５と、カラーバー信号発生部３１６と、を有して成る。

　メモリコントローラ３０１は、ラインメモリ３０２を用いて、画像補正処理回路２００から入力されるデジタル形式の出力画像データのラインバッファ制御を行う。補完部３０３は、メモリコントローラ３０１から入力されるデジタル形式の出力画像データに対して不足情報の補完処理（ＹＵＶ（４：２：２）→ＹＵＶ（４：４：４））を施すとともに、そのオーバーサンプリング処理（１３．５ＭＨｚ→２７ＭＨｚ）を行う。

　ガンマ補正部３０４は、補完部３０３から入力される輝度信号Ｙに対してガンマ補正処理を施す。ローパスフィルタ部３０５は、ガンマ補正部３０４の出力信号に対してローパスフィルタ処理を施す。トラップフィルタ部３０６は、ローパスフィルタ部３０５の出力信号に対してバンドエリミネートフィルタ処理を施す。

　ローパスフィルタ部３０７及び３０８は、それぞれ、補完部３０３から入力される色差信号Ｃｂ、Ｃｒに対してローパスフィルタ処理を施す。演算処理部３０９及び３１０は、それぞれ、ローパスフィルタ部３０７及び３０８の出力信号にサブキャリア信号を重畳する。演算処理部３１１は、演算処理部３０９の出力信号と演算処理部３１０の出力信号とを加算する。演算処理部３１２は、トラップフィルタ部３０５の出力信号と演算処理部３１１の出力信号とを加算する。デジタルアナログ変換部３１３は、演算処理部３１２から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換して出力する。

　タイミング信号発生部３１４は、装置外部から入力されるタイミング信号（水平同期信号、垂直同期信号、クロック信号）を装置外部にそのままスルー出力する一方、当該タイミング信号を用いてサブキャリア信号発生部３１５の同期制御も行う。サブキャリア信号発生部３１５は、色差信号Ｃｂ、Ｃｒのバースト変調に用いられるサブキャリア信号を生成して演算処理部３０９及び３１０に供給する。カラーバー信号発生部３１６は、アナログコンポジットビデオ形式の出力画像データの基準値となるカラーバー信号を生成する。

　第１シリアルインターフェース回路４００は、周辺機器（ＣＰＵ［Central　Processing　Unit］など）との間で、Ｉ²Ｃ［Inter-Integrated　Circuit］規格に準じた２線式のシリアル通信を行う。

　第２シリアルインターフェイス回路５００は、ＥＥＰＲＯＭ［Electrically　Erasable　and　Programmable　Read　Only　Memory］との間でＳＰＩ［Serial　Peripheral　Interface］規格に準じたシリアル通信を行う。

　次に、画像処理ＩＣ１００の外部端子について説明する。図８は、画像処理ＩＣ１００の端子配置図であり、図９は、画像処理ＩＣ１００の端子機能説明表である。

　１ピン（ＳＤＩ）は、ＳＰＩバスデータ入力端子である。２ピン（ＣＡＭＤＩ７）～５ピン（ＣＡＭＤＩ４）は、各々データ入力端子（上位４ビット［７：４］）である。６ピン（ＧＮＤ）は、共通グランド端子である。７ピン（ＶＤＤ）は、コア電源端子である。８ピン（ＣＡＭＤＩ３）～１１ピン（ＣＡＭＤＩ０）は、各々、データ入力端子（下位４ビット［３：０］）である。１２ピン（ＣＡＭＨＳＩ）は、水平タイミング入力端子である。１３ピン（ＣＡＭＶＳＩ）は、垂直タイミング入力端子である。１４ピン（ＣＡＭＣＫＩ）は、クロック入力端子である。１５ピン（ＧＮＤ）は、共通グランド端子である。１６ピン（ＶＤＤＩＯ）は、デジタルＩ／Ｏ電源端子である。１７ピン（ＣＡＭＤＯ０）～２４ピン（ＣＡＭＤＯ７）は、各々データ出力端子（全８ビット［７：０］）である。２５ピン（ＣＡＭＨＳＯ）は水平タイミング出力端子である。２６ピン（ＣＡＭＶＳＯ）は、垂直タイミング出力端子である。２７ピン（ＣＡＭＣＫＯ）は、クロック出力端子である。２８ピン（ＧＮＤ）は、共通グランド端子である。２９ピン（ＶＤＤ）は、コア電源端子である。３０ピン（ＡＵＴＯ）は、自動レジスタ設定機能有効端子である。３１ピン（ＭＯＤＥ０）及び３２ピン（ＭＯＤＥ１）は、モード選択端子である。３３ピン（ＶＯＵＴ）は、アナログコンポジットビデオ出力端子である。３４ピン（ＡＶＳＳ）は、ＤＡＣ用アナロググランド端子である。３５ピン（ＩＲＥＦ）は、ＤＡＣ用参照電圧出力端子である。３６ピン（ＡＶＤＤ）は、ＤＡＣ用アナログ電源端子である。３７ピン（ＧＮＤ）は、共通グランド端子である。３８ピン（ＶＤＤＩ２Ｃ）は、２線式シリアルインターフェース用デジタルＩ／Ｏ電源端子である。３９ピン（ＳＤＡ）は、２線式シリアルインターフェース入出力データ端子である。４０ピン（ＳＤＣ）は、２線式シリアルインターフェース入出力クロック端子である。４１ピン（ＲＥＳＥＴＢ）は、システムリセット信号入力端子である。４２ピン（ＴＥＳＴ）は、テストモード端子であり、使用時にはグランドに接続される。４３ピン（ＧＮＤ）は、共通グランド端子である。４４ピン（ＶＤＤＩＯ）は、デジタルＩ／Ｏ電源端子である。４５ピン（ＷＰＢ）は、ＥＥＰＲＯＭライトプロテクト端子である。４６ピン（ＳＣＥＢ）は、ＥＥＰＲＯＭチップセレクト端子である。４７ピン（ＳＣＫ）は、ＳＰＩバスクロック出力端子である。４８ピン（ＳＤＯ）は、ＳＰＩバスデータ出力端子である。

　なお、図９中のアクティブレベル欄に「＊」が表示されている端子については、レジスタでの設定により、そのアクティブレベルを変更可能であることを示している。また、図９中のＩｎｉｔ欄は、リセット解除時のピン状態を示している。また、Ｉｎｉｔ欄に「＊１」が表示されている端子については、プルダウン状態であることを示している。また、図９中の電源系統欄に記載されている数字に関して、「１」はＶＤＤＩＯを、「２」はＶＤＤＩ２Ｃを、「３」はＡＶＤＤを、「４」はＶＤＤを各々表している。

　上記した外部端子のうち、２ピン（ＣＡＭＤＩ７）～５ピン（ＣＡＭＤＩ４）、及び、８ピン（ＣＡＭＤＩ３）～１１ピン（ＣＡＭＤＩ０）は、ＩＣ外部からデジタル形式の入力画像データが入力される第１の外部端子に相当する。また、１７ピン（ＣＡＭＤＯ０）～２４ピン（ＣＡＭＤＯ７）は、ＩＣ外部にデジタル形式の出力画像データを出力する第２の外部端子に相当する。また、３３ピン（ＶＯＵＴ）は、ＩＣ外部にアナログコンポジットビデオ形式の出力画像データを出力する第３の外部端子に相当する。

　次に、上記構成から成る画像処理ＩＣ１００の概要について述べる。画像処理ＩＣ１００は、霧画像補正、色補正処理、及び、輝度ダイナミックレンジ補正処理を統合的に行うことにより、カメラ等から入力される入力映像（特に、霧が掛かった入力画像や、低照度の入力画像、或いは、逆光状態の入力画像など）の視認性を向上することが可能な画像補正機能内蔵ビデオエンコーダである。

　次に、上記構成から成る画像処理ＩＣ１００の特長について述べる。第１の特長は、入力データフォーマットとして、ITU-R　BT.656-4、または、同期信号付きYCbCrに対応している点である。なお、ITU-R　BT.656-4については、データバス幅が8bitであり、ピクセルクロックが27MHzである。また、同期信号付きYCbCr（同期信号はスレーブ動作）については、データバス幅が8bitであり、データレンジがフルレンジまたはITU-R BT.601準拠である。ピクセルクロックがNTSC（27MHz、28.63636MHzまたは19.06993MHz）、PAL（27MHz、28.375MHz、35.46895MHzまたは18.9375MHz）である。第２の特長は、出力データフォーマットも、入力フォーマットと同様、ITU-R BT.656-4、または、同期信号付きYCbCrに対応している点である。第３の特長は、出力ビデオフォーマットとして、NTSC/PAL SD-TVコンポジットビデオ出力（CVBS）に対応している点である。第４の特長は、画像補正機能（霧画像補正機能、色補正機能、輝度ダイナミックレンジ補正機能）、エッジ強調フィルタ、及び、ガンマフィルタを内蔵している点である。第５の特長は、１０ビットのデジタル／アナログ変換器を１チャンネル内蔵している点である。第６の特長は、２線式シリアルインターフェイスを用いたスレーブ機能を内蔵しており、外部からＩＣ内部のレジスタを設定可能な点である。第７の特長は、ＳＰＩバスマスタ機能を内蔵しており、外付けＥＥＰＲＯＭに格納されたレジスタ設定値を、リセット解除時とモード変更時において、自動的に読み出し、ＩＣ内部のレジスタに設定可能な点である。第８の特長は、４系統の電源電圧（VDD=1.50V、VDDIO=3.30V、VDDI2C=3.30V、AVDD=3.30V）の入力に対応している点である。第９の特長は、４８ピンのＶＱＦＰパッケージ（０．５ｍｍピンピッチ)を採用している点ある。

　次に、デジタルデータとＣＶＢＳ出力とのレベル関係について説明する。ITU601R＿Iレジスタにより、入力デジタルデータのレンジを設定することができる。また、LEVELレジスタにより、そのデジタルデータをＣＶＢＳ出力する際のアナログ信号レベルを設定することができる。ITU601R＿Iレジスタによるデジタルデータレンジと、LEVELレジスタによるＣＶＢＳ出力レベルとの関係は、図１０Ａ及び図１０Ｂのようになる。図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ、設定毎のデジタルデータとＣＶＢＳ出力とのレベル関係を示す図である。なお、図１０Ａは、１００［ＩＲＥ］設定時の様子を示しており、図１０Ｂは、１０８［ＩＲＥ］設定時の様子を示している。

　次に、２線式シリアルインターフェイスについて説明する。図１１Ａは、２線式シリアルインターフェースのデータ送受信波形図であり、図１１Ｂは、２線式シリアルインターフェイスのフォーマット図である。２線式シリアルインターフェイスのスレーブアドレスは７０ｈである。ライト／リード共に、２回以上の連続アクセスを行った場合、サブアドレスは自動的にインクリメントされる。

　次に、ＳＰＩバスフォーマットについて説明する。図１２は、ＳＰＩバスインターフェースのデータ送受信波形図である。ここで、図１２中のREG＿WPB、REG＿SCEB、SWDATA、及び、SRDATAはレジスタ名であり、各機能は以下の通りである。

　REG＿WPB：WPピンの論理を指定する。レジスタ値がそのままWPピンに出力
　　　　　　される。
　REG＿SCEB：SCEBピンの論理を指定する。レジスタ値がそのままSCEBピンに
　　　　　　　出力される。
　SWDATA[7:0]：EEPROMへの書き込みデータを指定する。MSBファーストで転
　　　　　　　　送される。
　SRDATA[7:0]：EEPROMからのデータを読み出せる。MSBファーストとして変
　　　　　　　　換する。

　なお、SCKクロック周波数は、SCK周波数　=　CAMCKI周波数　÷　2(SPIPREDIV+1)　÷　(SPIDIV＋1)　という数式に基づいて算出することができる。ここで、SPIPREDIV、SPIDIV　は、SPIPREDIV　=　0～7、SPIDIV　=　0～31の範囲で設定可能なSCK周波数設定レジスタである。CAMCKIが27MHzのとき、SCKは13.5MHz～3.3kHzとなる。

　次に、ＳＰＩバスによるＥＥＰＲＯＭからのデータ自動読み出し機能について詳細に説明する。画像処理ＩＣ１００では、ＡＵＴＯピンをハイレベルに固定することで、ＥＥＰＲＯＭから自動的にデータを読み出し、ＩＣ内のレジスタに設定することができる。

　図１３は、データ自動読み出しシーケンスを示すフローチャートである。ステップＳ１０１では、ＲＥＳＥＴＢピンの解除が行われる。ステップＳ１０２では、ＭＯＤＥ０、ＭＯＤＥ１の論理レベルの確認とその確認結果の保存が行われる。ステップＳ１０３では、ＥＥＰＲＯＭからデータの読み出しが行われる。ステップＳ１０４では、動作状態がセット状態であるかストップ状態であるかの判定が行われる。ステップＳ１０４でセット状態と判定された場合、ステップＳ１０５では、対象インデックスへデータが反映される。一方、ステップＳ１０４でストップ状態と判定された場合、ステップＳ１０６では、ＭＯＤＥ０、ＭＯＤＥ１の論理レベルが確認される。ステップＳ１０７では、ステップＳ１０２で保存されたＭＯＤＥピンの状態とステップＳ１０６での確認結果との比較が行われる。ここで、変化があると判定された場合には、フローがステップＳ１０３に戻され、変化がないと判定された場合には、フローがステップＳ１０６に戻される。

　なお、図１３のステップＳ１０３において、ＥＥＰＲＯＭからデータを読み出す際、ＥＥＰＲＯＭの読み出し開始アドレス：ST＿ADRについては、下記の通り、ＭＯＤＥ０ピン、ＭＯＤＥ１ピンの設定に従う。
　[MODE1,MODE0]　=　[Low,　Low]　：　ST＿ADR　=　000h
　[MODE1,MODE0]　=　[Low,　High]　：　ST＿ADR　=　080h
　[MODE1,MODE0]　=　[High,　Low]　：　ST＿ADR　=　100h
　[MODE1,MODE0]　=　[High,　High]　：　ST＿ADR　=　180h

　図１４は、ＥＥＰＲＯＭからのデータ読み出しフローを説明するための波形図である。なお、図中の「＊Ａ」はＥＥＰＲＯＭのアドレスbit8であり、「＊Ｂ」はＥＥＰＲＯＭのアドレスbit7-bit0である。

　また、図１３のステップＳ１０５において、対象インデックスへデータを反映する際には、ＥＥＰＲＯＭ内部のデータフォーマットに従い、ＩＣにレジスタ値の反映を行う。図１５Ａ及び図１５Ｂは、ＥＥＰＲＯＭ内部のデータフォーマットを示す図である。なお、図１５Ａは、セット時（ＩＣ内部のレジスタへ設定を行う動作状態）のデータフォーマットを示しており、図１５Ｂは、ストップ時（自動読み出し停止状態）のデータフォーマットを示している。

　なお、図１５Ａのデータ内容は以下の通りである。
　S-CODE：8’b0000＿0001。画像処理ＩＣ１００（以下では適宜、本ＩＣと
　　　　　略称する）はこのコードを受け、以降のデータを有効なレジスタ
　　　　　値と判断する。
　Index：本ＩＣの設定開始インデックスアドレス
　Size：設定サイズ数（バイト)
　Data：設定データ。データ数はSizeバイト

　また、図１５Ｂのデータ内容は以下の通りである。
　P-CODE　[3:0]：4’b0100。本ＩＣはこのコードを受け、自動読み出し機能
　　　　　　　　を停止する。
　PER　[3:0]：MODE0、MODE1のポーリング間隔を設定する。

　自動読み出し機能は、動作がセットであることが確認されると、インデックスの値を本ＩＣの設定開始アドレスと判断し、Size分だけ連続して設定を行う。Size分の設定が終わると、再度セット／ストップの判定を行い、セットであればインデックスを設定開始アドレスとしてSize分の設定を行う。この動作はストップを識別するまで行われる。ストップを識別すると、一旦自動読み出し機能を停止する。それ以降はポーリング間隔で設定された時間毎に、MODE0、MODE1をポーリングし、ピンレベルの変更が確認できた時点で、再度動作を開始する。また、自動読み出し機能が動作中にMODE0、MODE1が変更されると、自動読み出し動作終了後すぐに再設定が行われる。

　次に、画像処理ＩＣ１００に内蔵されるレジスタの説明を行う。図１６は、画像処理ＩＣ１００のレジスタマップである。なお、Empty表記、Reserved表記のレジスタへのアクセスは禁止されている。

　図１７は、極性設定レジスタPOLの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは10hである。

　CKPOLは、CAMDI[7:0]に対するCAMCKIの極性を設定する。設定内容は次の通りである。
　　"0":CAMCKIの立ち下がりエッジでデータ変化、立ち上がりエッジでデー
　　　　タ取り込み（図１８Ａを参照）
　　"1":CAMCKIの立ち上がりエッジでデータ変化、立ち下がりエッジでデー
　　　　タ取り込み（図１８Ｂを参照）

　HSPOLは、水平同期信号(CAMHSI)の極性を設定する。HIGH区間が有効データ(LOWがシンク区間)である。HSPOLには"0"を設定すればよい。

　VSPOLは、垂直同期信号(CAMVSI)の極性を設定する。HIGH区間が有効データ(LOWがシンク区間)である。VSPOLには"0"を設定すればよい。

　RESERVEDのビットには"0"を書けばよい。

　図１９は、パラメータ更新レジスタPARAMSETの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは11hである。

　PARAM＿SET＿FRに"1"を書き込むことで、霧消しブロック(IDX＿ADDRESS：30h～37h)のレジスタに対して、パラメータの更新が行なわれる。書き込み後のフレームの先頭で内部パラメータが更新される。このビットは、更新後自動クリアされる。

　PARAM＿SETに"1"を書き込むことで、パラメータの更新が行なわれる。書き込み後のフレームの先頭で内部パラメータが更新される。このビットは、更新後自動クリアされる。

　RESERVEDのビットには"0"を書けばよい。

　図２０は、モードレジスタMODEの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは12hである。

　MODE[1:0]は、本ＩＣの画像エンハンス動作モードを設定する（図２１を参照）。

　TH＿TYPEは、スルーモードの動作タイプの設定を行う。スルーモード時、データ、同期信号は画像エンハンスモードと同じサイクル数を遅延させて出力する。TH＿TYPEには、"1"を設定すればよい。

　SUSPは、IOのサスペンドモードの設定を行う。サスペンドモードにおいて、CAMDI0-7,CAMHSI,CAMVSI,CAMCKIの各信号はＩＣ内部に伝達されない。設定内容は次の通りである。
　　"0"：サスペンドモード解除
　　"1"：サスペンドモード

　PD＿OFFは、本ＩＣのAUTO,MODE0,MODE1のプルダウン設定を制御する。設定内容は次の通りである。
　　"0"：AUTO,MODE0,MODE1のそれぞれに内蔵プルダウン抵抗が接続される。
　　"1"：AUTO,MODE0,MODE1のそれぞれから内蔵プルダウン抵抗を切り離す。

　DOUT＿OFFは、本ＩＣのデジタル出力設定を制御する。設定内容は次の通りである。
　　"0"：画像データがデジタル端子から出力される。
　　"1"：CAMDO0-7,CAMHSO,CAMVSO,CAMCKOはlow出力される。

　FR＿OUT＿SELは、CAMHSO端子にCAMHSIから内部でタイミング調整されたCAMHSOを出力するか、またはFR＿EN(IDX＿ADDRESS：30h bit[0])を出力するか選択する。設定内容は次の通りである。
　　"0"：CAMHSOを出力
　　"1"：FR＿ENを出力

　図２２は、入力インターフェースフォーマット指定レジスタYUVIFSETの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは13hである。

　YUV＿XST[1:0]は、Hsync有効後のデータ有効までのディレイを設定する。YUV＿XST[1:0]には、"0"を設定すればよい。

　YUVORD[1:0]は、YCbCrの入力フォーマットを設定する。YUVORD[1:0]には、"10b”(CbYCrY・・・) を設定すればよい。

　ITU601Rは、デジタルインターフェイスのデータレンジ選択を行う。なお、下記以外の設定は禁止されている。
　　"00b"：フルレンジでデータ入力/出力を行う。
　　"11b"：ITU601レンジでデータ入力/出力を行う。

　ITU656ENは、入力、出力のデジタルインターフェイスを設定する。設定内容は次の通りである。
　　"0"：Hsync　,　Vsync別信号
　　"1"：ITU656フォーマット

　図２３は、出力レンジ変換レジスタTRAM＿LIMの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは49hである。

　TRAN＿LIMは、デジタル出力信号：CAMDO7-0に対して、色空間変換(YUV→RGB→YUV変換)を行う。色空間変換を行うと、出力するクロマ成分はRGB空間で表現可能な値に制限される。設定内容は次の通りである。
　　"0"：色空間変換あり
　　"1"：色空間変換なし

　RESERVEDのビットには"0"を書けばよい。

　図２４は、モニタＸ方向画素サイズ設定レジスタDXSIZEの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは14h及び15hである。XSIZE[10:0]は使用するカメラのX方向の画素数を設定する。偶数を設定すればよい。320～1280まで設定することができる。

　図２５は、モニタＹ方向画素サイズ設定レジスタDYSIZEの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは16h及び17hである。YSIZE[10:0]は、用するカメラのY方向の画素数を設定する。240～960まで設定することができる。

　図２６は、霧画像補正、画像エンハンス有効Ｘ方向スタート位置設定レジスタICXSTの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは18h及び19hである。ICXST[9:0]は、霧画像補正、及び、画像エンハンス補正の有効エリアのX方向スタート位置を設定する。偶数を設定すればよい。0～(XSIZE　-　ICXSIZE)まで設定可能である。

　図２７は、霧画像補正、画像エンハンス有効Ｙ方向スタート位置設定レジスタICYSTの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは1Ah及び1Bhである。ICYST[9:0]は、霧画像補正、及び、画像エンハンス補正の有効エリアのY方向スタート位置を設定する。0～(YSIZE　-　ICYSIZE)まで設定可能である。

　図２８は、霧画像補正、画像エンハンス有効Ｘ方向サイズ設定レジスタICXSIZEの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは1Ch及び1Dhである。ICXSIZE[10:0]は、霧画像補正、及び画像エンハンス補正の有効エリアのX方向サイズ（画素数）を設定する。偶数を設定すればよい。320～XSIZEまで設定可能である。

　図２９は、霧画像補正、画像エンハンス有効Ｙ方向サイズ設定レジスタICYSIZEの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは1Eh及び1Fhである。ICYSIZE[10:0]は、霧画像補正、及び画像エンハンス補正の有効エリアのY方向サイズ（画素数）を設定する。240～YSIZEまで設定可能である。

　図３０は、霧画像補正と画像エンハンス補正の有効範囲を示す模式図である。

　図３１は、プリガンマ設定レジスタPREGAMMAの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは20hである。本ＩＣには、プリガンマフィルタが内蔵されている。このプリガンマフィルタは15種類の設定値をもっており、PREG[3:0]によってその設定値が選択される。PREG[3:0]は"0"～"14"まで設定可能であり、数字が小さくなるほど、低輝度域の引き上げが大きくなる。なお、PREG[3:0]として"15"の設定は禁止されている。

　図３２は、輝度補正強度設定レジスタSTRENGTHの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは21hである。STR　[6:0]は画像エンハンス補正の強度を設定する。STR[6:0]は"0"～"127"の値を設定可能である。

　図３３は、色差補正強度設定レジスタUV＿STRENGTHの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは22hである。

　UV＿STR　[3:0]は、色差成分の画像エンハンス補正の補正強度を設定する。UV＿STR　[3:0]は"0"～"13"まで設定可能で、数字が大きくなると、発色が強くなる。"14","15"の設定は禁止されている。また、FR＿AT="1"かつUV＿STR＿AT="1"設定で、かつ、FR＿EN="1"(IDX＿ADDRESS：30h　FRCTL[4:3],[0])の場合、画像エンハンス補正ブロックに対するUV＿STRENGTH設定は、本レジスタではなく、UV＿STR＿AT(IDX＿ZDDRESS：07h　UV＿STR＿AT[3:0])になる。

　V＿ENHANCE[3:0]は、数字が大きくなるほど、赤みが強くなる。+約3%×設定数強調される。"0"～"15"まで設定可能である。

　図３４は、ノイズ抑制設定レジスタNOISE＿SUPの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは23hである。NOISE＿SUP[6:0]は、ノイズ抑制値を設定する。"10"～"127"まで設定できる。値を大きくするとノイズが抑制される。"0"～"9"は設定禁止である。

　図３５は、エッジ強調フィルタ設定レジスタEDG＿CNTの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは24hである。

　EDG＿ST[3:0]は、エッジ強調フィルタの強さを設定する。"0"～"15"まで設定できる。値を大きくするとエッジ強調が強くなる。

　EDG＿ENは、エッジ強調フィルタのイネーブルを設定する。設定内容は次の通りである。
　　"0"：ディスエーブル
　　"1"：イネーブル

　図３６は、応答時間設定レジスタRESP＿SETの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは25hである。RESP＿SETは、画像エンハンス効果の応答時間を設定する。"0"が一番早く、"15"が一番遅くなる。

　図３７は、ポストフィルタイネーブルレジスタPFLT＿ENの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは26hである。POFLT＿ENは、出力ガンマフィルタのイネーブルを設定する。出力ガンマ特性レジスタで設定された特性を用いる。画像エンハンス補正処理後の画像にガンマフィルタがかかる。設定内容は次の通りである。
　　"0"：ディスエーブル
　　"1"：イネーブル

　図３８は、出力ガンマ特性レジスタPOFLT0～POFLT8の詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは27h～2Fである。POFLT0～POFLT8は、それぞれ、出力ガンマ特性の設定をする。

　図３９は、出力ガンマ特性を示す図である。

　図４０は、霧画像補正制御レジスタFRCTLの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは30hである。

　FRCLK＿ENは霧画像補正ブロックへのクロックを供給する。設定内容は次の通りである。
　　"0"：クロック停止
　　"1"：クロック供給

　FR＿SLOPは、霧画像補正自動制御時(FR＿AT="1"設定時)、Sカーブレンジ調整値(SCRVADJレジスタ)の変化に対してスロープ時間の設定を行う。スロープ幅は常にSCRVADJ設定値で±1ずつ変化する。設定内容は次の通りである。
　　"0"：スロープ制御ディスエーブル
　　"1"：スロープ制御イネーブル

　FR＿ATは、霧画像補正方法を設定する。自動制御選択時は、本ＩＣがFR＿ENビットの制御を行う。設定内容は次の通りである。
　　"0"：霧画像補正をマニュアル設定する。
　　"1"：霧画像補正を自動で行う。(本ＩＣが制御する。)

　UV＿STR＿AT＿ENは、自動制御ONかつ霧画像補正機能有効時において、画像エンハンス補正機能のUV＿STR設定として、UV＿STR(IDX＿ADDRESS:22h　[3:0])　とUV＿STR＿AT(IDX＿ADDRESS:07h　[3:0])のどちらの設定を有効にするかを選択する。設定内容は次の通りである。
　　"0"：常にUV＿STRの設定値が有効
　　"1"：自動制御ONかつ霧画像補正機能有効時、UV＿STR＿ATの設定値が有
　　　　　効

　REP＿REQに"1"を書き込むと、次フレーム画像のデータを取り込む。"1"書き込み後、"0"になった(自動クリア)後に36h～37hのデータを読み出すことができる。設定内容は次の通りである。
　　"1"：取り込み未(36h、37hのデータ無効)
　　"0"：取り込み完了(36h、37hのデータ有効)

　FR＿THは、霧画像補正ブロックのスルー動作制御を行う。同期信号、データは霧画像補正処理時と同じサイクル数を遅延させて出力する。FR＿THとしては"1"を設定すればよい。

　FR＿ENは、霧画像補正処理の動作制御(FR＿AT="0"時)、或いは、動作確認(FR＿AT="1"時)を行う。設定内容は次の通りである。なお、RESERVEDのビットに"1"を書き込むことは禁止されている。
　＜FR＿AT="0"設定時＞
　　"0"：霧画像補正ディスエーブル
　　"1"：霧画像補正イネーブル
　＜FR＿AT="1"設定時＞
　　"0"：霧画像補正停止中
　　"1"：霧画像補正動作中

　図４１は、霧画像補正Sカーブレンジ調整レジスタSCRVADJの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは31hである。SCRVADJ[3:0]は、霧画像補正のSカーブレンジ調整を行い、霧画像補正の強度を設定する。図４２は、SCRVADJの設定値と霧画像補正の強度との関係を示す表である。

　図４３は、霧画像補正γカーブレンジ調整レジスタGCRVADJの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは32hである。GCRVADJ[3:0]は、霧画像補正のγカーブレンジ調整を行い、γ値のオフセットを設定する。図４４は、GCRVADJの設定値とγ値のオフセットとの関係を示す表である。

　図４５は、ヒストグラム平均輝度値レジスタHAVGLUMの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは36hである。HAVGLUM[3:0]は、ヒストグラムの平均値を読み出すことができる。"0"～"255"の範囲となる。

　図４６は、ヒストグラム標準分散値レジスタHSTDVRCの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは37hである。HSTDVRC[3:0]は、ヒストグラムの分散値を読み出すことができる。

　図４７は、フィールド間Low　Pass　Filter制御レジスタFR＿LPF＿CNTの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは3Ehである。FR＿LPF＿ENは、霧画像補正ブロック内部で演算されているパラメータに対して、5タップのLow　Pass　Filterを有効にする。設定内容は次の通りである。なお、RESERVEDのビットに"1"を書き込むことは禁止されている。
　　"0"：Low　Pass　Filter　OFF
　　"1"：Low　Pass　Filter　ON

　図４８は、フィールド間LPF係数レジスタFR＿LPF＿COEF0～FR＿LPF＿COEF4の詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはC2h～C6hである。FR＿LPF＿COEF0[7:0]～FR＿LPF＿COEF4[7:0]は、それぞれ、フィールド間Low　Pass　Filterの係数を設定する。各フィルタ係数は、整数部1bit、小数部7bitの計8bitで、かつ、2進数で設定すればよい。従って、10進数で表現する場合、係数の設定値は以下の通りとなる。
　　係数　=　bit7*20　+　bit6*2-1　+　bit5*2-2　+　bit4*2-3　+
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・　+　bit0*2-7

　例えば、FR＿LPF＿COEF0に10進数で0.5と設定する場合は、同レジスタに40hと設定すればよい。また、LPFの計算は以下の通りとなる。
　　P(n)’　=　P(n-2)*FR＿LPF＿COEF0　+　P(n-1)*
　　　　　　　　FR＿LPF＿COEF1　+　P(n)*　FR＿LPF＿COEF2　+
　　　　　　　　P(n+1)*　FR＿LPF＿COEF3　+P(n+2)*　
　　　　　　　　FR＿LPF＿COEF4

　なお、各係数の設定の総和は、常に1になるように設定しなければならない。
　　FR＿LPF＿COEF0＋FR＿LPF＿COEF1＋FR＿LPF＿COEF2＋FR＿LPF
　　＿COEF3＋FR＿LPF＿COEF4　=　80h

　図４９は、自動制御UV＿STR調整レジスタUV＿STR＿ATの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは07hである。UV＿STR＿AT[3:0]は、UV＿STR＿AT＿EN(IDX＿ADDRESS：30h　[3])="1"設定であって、かつ、自動制御ON時に、霧画像補正機能が有効であれば、画像エンハンス補正機能のUV＿STR設定を本レジスタ値に置き換える。自動制御ON時であっても、霧画像補正機能が無効であれば、本レジスタは無効となり、画像エンハンス補正機能はUV＿STR　(IDX＿ADDRESS：22h　[3:0])の設定となる。

　図５０は自動制御分散値閾値設定レジスタACVRCTH1～ACVRCTH3の詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは08h～0Ahである。ACVRCTH1,2,3[7:0]は、入力されたヒストグラムの分散値に対して、ACVRCTH1、ACVRCTH2、ACVRCTH3にて入力画像が霧画像かどうかの判定を行う。詳細については、図５３と図５４を参照しながら後述する。なお、ACVRCTH1、ACVRCTH2、ACVRCTH3は、以下の関係を満たすように設定すべきである。
　　ACVRCTH1　+　4　≦　ACVRCTH2　<　ACVRCTH3

　図５１は自動制御平均値閾値設定レジスタACAVGTH1,ACAVGTH2の詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは0Bh,0Chである。ACAVGTH1,2[7:0]は、ヒストグラムの平均輝度値がACAVGTH1より大きい場合、霧画像と判別し補正機能が有効となる。霧画像補正機能有効後、ヒストグラムの平均輝度値がACAVGTH2よりも小さくなると、霧画像補正機能を無効とする。詳細については、図５３と図５４を参照しながら後述する。なお、ACAVGTH1、ACAVGTH2は、以下の関係を満たすように設定すべきである。ここで、ACAVGTH1　=　ACAVGTH2の場合は、入力画像輝度値判定のヒステリシス機能がOFFする。
　　ACAVGTH1≧ACAVGTH2

　図５２は、自動制御Sカーブ補正領域設定レジスタACSCV11～ACSCV13の詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは0Dh～0Fhである。

　ACSCV＿ULIM[3:0]、ACSCV＿MH[3:0]、ACSCV＿MM[3:0]、ACSCV＿ML[3:0]、ACSCV＿LLIM[3:0]は、自動制御時、入力された分散値に対して、霧画像処理補正量：Sカーブレンジ調整の設定を行う。設定値の強度はSCRVADJレジスタ(IDX＿ADDRESS：31h)と同様である。詳細については、図５３と図５４を参照しながら後述する。ACSCV＿ULIM、ACSCV＿MH、ACSCV＿MM、ACSCV＿ML、ACSCV＿LLIMは、以下の2つの関係を満たすように設定すべきである。
　　ACSCV＿ULIM　>　ACSCV＿LLIM
　　ACSCV＿ULIM≧ACSCV＿MH≧ACSCV＿MM≧ACSCV＿ML≧ACSCV＿LLIM

　FR＿SLOP＿CNT[1:0]は、自動制御でスロープ設定(FR＿SLOP)有効時、スロープ時間の設定を行う。設定内容は次の通りである。
　　"00b"：毎フィールド更新
　　"01b"：16フィールド毎更新
　　"10b"：32フィールド毎更新
　　"11b"：64フィールド毎更新

　図５３は、霧画像補正自動制御を説明するためのフローチャートであり、図５４は、霧画像補正自動制御アルゴリズムの概要を示す図である。なお、図５３及び図５４は、それぞれ、先出の図４及び図６Ａに相当するため、以下ではその概略だけを改めて説明する。

　霧画像補正の自動制御は、以下の順序でSカーブレンジ調整を行う。

（１）入力輝度とACVRCTH1レジスタ値との比較
　まず、ステップＳ２０１にて、入力画像の平均輝度値とACVRCTH1レジスタ値とを比較する。入力画像の平均輝度の方が高ければ、Sカーブレンジ調整判定ステート（ステップＳ２０２）へ移行する。輝度判定には、ACVRCTH1レジスタ値付近でのON/OFFを防ぐために、ヒステリシス幅を設定することが可能である。霧画像補正は入力輝度がACVRCTH1レジスタ値よりも大きければONし、入力輝度がACVRCTH2レジスタ値よりも小さければOFFする。

（２）Sカーブレンジ調整
　Sカーブレンジ調整は、入力画像の分散値を判定し、分散値に応じてSCRVADJレジスタ値を算出する。Sカーブレンジ調整の設定範囲指定は、ACSCV＿ULIM、ACSCV＿MH、ACSCV＿MM、ACSCV＿ML、ACSCV＿LLIMにて行う。標準分散範囲指定は、ACVRCTH1、ACVRCTH2、ACVRCTH3で行い、ACVRCTH1、ACVRCTH2の間は、等分に4分割する。例えば、入力分散値がACVRCTH1と同じ値であればSCRVADJレジスタ値はACSCV＿ULIM値に設定される。入力輝度判定時と同様に、Sカーブレンジ調整でも、設定境界でのちらつきを防止するため、図５４に示すように、ヒステリシスを持っている。入力画像の分散値が次第に大きくなる場合には、図５４の破線で示される経路でSカーブレンジ調整を行い、入力データの分散値がACVRCTH3以上になると霧画像補正機能をOFFする。一旦OFFした後は、入力データの分散値がACVRCTH2以上になれば、霧画像補正機能をONし、分散値に応じたSカーブレンジ調整を行う。

　以降は、上記の（１）と（２）を繰り返し、霧画像補正ON/OFF、Sカーブレンジ調整を制御する。

　図５５は、TVエンコーダリセットレジスタPWDの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは41hである。

　DAC＿POWは、本ＩＣ内蔵のDAC動作をON/OFFする。設定内容は次の通りである。
　　"0"：DAC動作ON
　　"1"：DAC動作OFF

　LOGIC＿POWは、TV-EncoderブロックのクロックON/OFF制御を行う。設定内容は次の通りである。
　　"0"：内部クロックをOFFする。
　　"1"：内部クロックをONする。

　図５６は、TVエンコーダ表示モードレジスタDISPの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは43hである。

　LEVELは、本ＩＣ内蔵のTVエンコーダの入力データレンジがフルレンジであるか、または、ITU-R　601レンジであるか選択を行う。ITU601R　(IDX＿ADDRESS：13h　YUVIFSET[3:2])の設定値に従って、レジスタ設定を行えばよい。設定内容は次の通りである。
　　"0"：ITU601R　=　2’b00設定の場合はLEVEL=0と設定すべきである。
　　"1"：ITU601R　=　2’b11設定の場合はLEVEL=1と設定すべきである。

　DISP0は、本ＩＣ内部のTVエンコーダの動作モードを選択する。スクウェアピクセルモードでは、水平方向の640ピクセルを720ピクセルに伸張する。クロック入力が27MHz以外の場合は、このビットに"0"を書くべきである。設定内容は次の通りである。
　　"0"：等価ピクセルモード
　　"1"：スクウェアピクセルモード

　図５７は、TVエンコーダビデオモードレジスタVIDEOの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは45hである。

　NTPALは、本ＩＣ内蔵のTVエンコーダのビデオ出力モードを選択する。設定内容は次の通りである。
　　"0"：NTSC
　　"1"：PAL

　Q＿FSCは、本ＩＣ内部のTVエンコーダのクロック動作モードを選択する。選択したモードのクロックを入力すればよい。設定内容は次の通りである。
　　"0"：27MHzクロック動作
　　"1"：4fscクロック動作（クロック入力は8fsc）

　PAL28は、本ＩＣ内部のTVエンコーダのクロック動作モードがPALで28.375MHzの場合にON("1")とする。設定内容は次の通りである。
　　"0"：PALで28.375MHzクロック動作しない場合
　　"1"：PALで28.375MHzクロック動作する場合

　510Hは、本ＩＣ内部のTVエンコーダの動作モードを選択する。設定内容は次の通りである。
　　"0"：通常動作
　　"1"：510Hモード

　C＿OFFは、Cb、Cr及びカラーバースト信号の出力をOFFとする。設定内容は次の通りである。なお、RESERVEDのビットには"0"を書くべきである。
　　"0"：通常動作(Cb、Cr及びカラーバースト信号を足し合わせて出力する
　　　　。)
　　"1"：Cb、Cr及びカラーバースト信号を足し合わせずに出力する。

　図５８は、TVエンコーダビデオモードレジスタVIDEOの使用可能な設定を示す一覧表である。本図に示されていない設定は禁止されている。

　図５９は、TVエンコーダビデオモードレジスタCVBSの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは46hである。

　CVBS＿OUTは、本ＩＣ内蔵のTVエンコーダのビデオ出力(DAC)のON/OFFを選択する。設定内容は次の通りである。
　　"0"：DAC出力は行わない。
　　"1"：DAC出力としてCVBS（コンポジットビデオ信号）が出力される。

　IMAGE＿OUT[1:0]は、本ＩＣ内部のTVエンコーダのビデオ出力データを選択する。設定内容は次の通りである。
　　"00b"：RESERVED
　　"01b"：BGCOLレジスタで選んだ色が全ての画面範囲で出力される。
　　"10b"：RESERVED
　　"11b"：映像が出力される。また、バックグラウンドエリアにはBGCOLで
　　　　　　選んだ色が出力される。

　図６０は、バックグラウンドカラーレジスタBGCOLの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは47hである。BGCOL[3:0]は、本ＩＣ内蔵のTVエンコーダのビデオ出力(DAC)のバックグラウンド色を選択する。設定内容は次の通りである。なお、下記以外の設定は禁止である。
　　"00(hex)"：BLUE　background　color　[Default]
　　"01(hex)"：BLACK　background　color
　　"02(hex)"：RED　background　color
　　"03(hex)"：GREEN　background　color
　　"04(hex)"：YELLOW　background　color
　　"05(hex)"：CYAN　background　color
　　"06(hex)"：MAGENTA　background　color
　　"07(hex)"：GRAY　background　color
　　"08(hex)"：WHITE　background　color

　図６１は、TVエンコーダカラーバーテストレジスタCOLBARの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは48hである。COLBARは、本ＩＣ内蔵のTVエンコーダの出力をカラーバー出力とする。設定内容は次の通りである。
　　"0"：本ＩＣの入力データを出力
　　"1"：強制的にカラーバーを出力

　図６２は、TVエンコーダセットアップレジスタSETUPの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは55hである。

　BURST＿LVLは、バースト信号、色搬送波のレベルを調整できる。設定内容は次の通りである。
　　"0"：Default設定
　　"1"："0"設定に対し、バースト信号、色搬送波のレベルを0.8IRE程度
　　　　　増幅する。

　SETUPは、NTSCかPALかに応じた設定をする。設定内容は次の通りである。
　　"0"：NTSCの場合は、"0"を設定すべきである。
　　"1"：PALの場合には、"1"を設定すべきである。

　図６３は、TVエンコーダセットアップ2レジスタSETUP2の詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSは50hである。SETUP2は、TVエンコーダの動作モードの設定を行う。なお、下記以外の設定は禁止されている。
　　"000b"：510Hモード以外の場合は、"000b"を設定すべきである。
　　"011b"：510Hモードの場合には、"011b"を設定すべきである。

　図６４は、TVエンコーダガンマコレクションレジスタGM＿A0～GM＿A2,GM＿X0～GM＿X3,GM＿Y0～GM＿Y3の詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはD0h～DAhである。
　図６５は、ガンマコレクションカーブを示す図である。ガンマコレクションカーブの設定は、図６５に示した4点の座標(x0,y0),(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)と、3つの傾き係数a0,a1,a2により決定される。3つの傾き係数a0,a1,a2に相当するビット値GM＿A0,GM＿A1,GM＿A2は、上位4ビットが整数で、下位4ビットが少数点以下を表す。

　図６５に示した実線は、下記条件で近似されるガンマカーブとなっている。
1)　X　<　x0の時
Y=　y0
2)　x0　≦　X　<　x1の時
Y　=　a0　*　(X　-　x0)　+　y0
3)　x1　≦　X　<　x2の時
Y　=　a1　*　(X　-　x1)　+　y1
4)　x2　≦　X　<　x3の時
Y　=　a2　*　(X　-　x2)　+　y2
5)　x3　≦　Xの時
Y　=　y3

　図６６は、ガンマコレクションレジスタGM＿A0～GM＿A2,GM＿X0～GM＿X3,GM＿Y0～GM＿Y3の設定例を示す表である。出力値16(10h)が0IRE、235(EBh)が100IREに対応する。図６６に示した設定の場合、出力は最大値が235(EBh)に制限され、TV出力の白レベルは100IREに制限される。

　図６７は、入力有効開始ピクセルオフセット設定レジスタOFSの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはE0h,E1hである。このレジスタはH＿POSが、TVエンコーダ出力時の表示オフセットであるのに対して、入力でのHSYNCからの有効データ開始ピクセルの設定を行う。

　図６８は、TVエンコーダ有効データ幅設定レジスタWID＿VDの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはE2h,E3hである。このレジスタは水平ライン中の有効ピクセル数を設定する。初期値は320ピクセルとなっている。設定値は偶数とすべきである。また、設定範囲は100ピクセルから896ピクセルの間である。設定内容は次の通りである。なお、WID＿VDレジスタは4の倍数となるよう設定すべきである。
　　WID＿VD[1:0]：この2ビットには"00b"を書くべきである。
　　WID＿VD[9:0]：000(hex)～063(hex)：設定禁止
　　　　　　　　　064(hex)：100　pixels
　　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　140(hex)：320　pixels　[Default]
　　　　　　　　　　　　|　ex.)　At　QVGA　image　input
　　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　2D0(hex)：720　pixels
　　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　3F0(hex)：1008　pixels
　　　　　　　　　3F1(hex)～3FF(hex)：設定禁止

　図６９は、TVエンコーダ有効ライン幅設定レジスタHT＿VDの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはE4hである。このレジスタはフィールド内の有効ライン数を設定する。初期値は240である。実際にTVへ出力されるライン数は、HT＿VDレジスタに対して+64のオフセットが付いた値になる。レジスタに設定できる値の範囲は100ラインから254ラインまでである。従って、TV表示可能なライン数設定範囲は164ラインから318ラインまでである。設定内容は次の通りである。
　　HT＿VD[0]　：　このビットには“0”を書くべきである。
　　HT＿VD[7:0]：　00(HEX)～63(HEX)：設定禁止
　　　　　　　　　 64(HEX)：164lines
　　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　 F0(HEX)：304lines；デフォルト
　　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　 FE　(HEX)：318lines

　図７０はTVエンコーダ水平表示位置オフセットレジスタH＿POSの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはE5hである。このレジスタはライン内の水平表示位置のオフセットを設定する。初期値は０である。設定できる範囲は0～504ピクセルである。表示される水平位置のオフセットは以下の式で表される。
表示水平位置のオフセット値　：　H＿POS[7:0]　x　2　[Pixel]

　TVエンコーダ水平表示位置オフセットレジスタH＿POSの設定内容は、次の通りである。
　　H＿POS[1:0]：この2ビットには“00b”を書き込むべきである。
　　H＿POS[7:0]：00(HEX)：デフォルト位置
　　　　　　　　04(HEX)：右に8ピクセルシフトした位置のスクリーン上
　　　　　　　　　　　　　に表示
　　　　　　　　　　　 |
　　　　　　　　　　　 |
　　　　　　　　 FC(HEX)：右に504ピクセルシフトした位置のスクリーン上
　　　　　　　　　　　　　に表示
　　　　　　　　 FD(HEX)～FF(HEX)：設定禁止

　図７１はTVエンコーダ垂直表示位置オフセットレジスタV＿POSの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはE6hである。このレジスタはフィールド内の垂直表示位置のオフセットを設定する。初期値は0である。設定できる範囲は0～120ラインである。表示される垂直位置のオフセットは以下の式で表される。
　　表示垂直位置のオフセット値：V＿POS[7:0]+4(line　in　a　field)　
　　　　　　　　　　　　　　　　(NTSCの場合)
　　表示垂直位置のオフセット値：V＿POS[7:0]+23(line　in　a　field)　
　　　　　　　　　　　　　　　　(PALの場合)

　TVエンコーダ垂直表示位置オフセットレジスタV＿POSの設定内容は、次の通りである。
　　V＿POS[1:0]：この2ビットには“00b”を書き込むべきである。
　　V＿POS[7:0]：00(HEX)：デフォルト位置
　　　　　　　　 04(HEX)：上に8ラインシフトした位置のスクリーン上に表
　　　　　　　　　　　　　示
　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　 78(HEX)：上に240ラインシフトした位置のスクリーン上に
　　　　　　　　　　　　　表示
　　　　　　　　 79(HEX)～7F(HEX)：設定禁止
　　　　　　　　 80(HEX)：デフォルト位置と同じ
　　　　　　　　 84(HEX)：下に8ラインシフトした位置のスクリーン上に表
　　　　　　　　　　　　　示
　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　　　　|
　　　　　　　　 F8(HEX)：下に240ラインシフトした位置のスクリーン上に
　　　　　　　　　　　　　表示
　　　　　　　　F9(HEX)～FF(HEX)：設定禁止

　図７２は、入力有効開始ラインオフセット設定レジスタV＿OFSの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはE7hである。このレジスタはV＿POSが、TVエンコーダ出力時の表示オフセットであるのに対して、入力でのVSYNCからの有効データ開始ラインの設定を行う。

　図７３は、表示位置変更レジスタの設定内容を示す模式図である。

　図７４は、SPIコントロールレジスタSPICNTの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはF0hである。このレジスタは、SPIの制御を行うレジスタである。REG＿WPBは、WPB端子の出力レベルを設定する（ダイレクトに出力値が反映）。REG＿SCEBは、SCEB端子の出力レベルを設定する（ダイレクトに出力値が反映）。REG＿SCKは、SPI動作前のSCK端子の出力レベルを設定する（ダイレクトに出力値が反映）。REG＿SDOは、SPI動作前のSDO端子の出力レベルを設定する（ダイレクトに出力値が反映）。SWRITEは、SPI動作中のSDO端子へのWDATA出力イネーブルビットである。SWRITEを"0"に設定するとREG＿SDOビットの値が出力されたままとなる。SBUSYは、SPI動作中は"1"が読み出され、SPI動作が完了すると"0"が読み出される。SACTは書き込み専用で、読み出しは"0"のみ読み出される。また、SACTに"1"を書くことで8ビットデータ分のクロックが発生しSPI動作を実行する。

　図７５は、SPI動作クロック分周レジスタSPIDIVの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはF1hである。このレジスタは、SPI動作時のSCK端子クロックの周波数を決定すべく、CAMCKIクロックに対する分周比を設定する。周波数は以下の式で決定される。
　　SCK周波数：1/(2^SPIPREDIV[2:0])/(SPIDIV[4:0]+1)
　　初期値35.5MHz/(2^4*(22+1))=96.5kHz；CAMCKI周波数が35.5MHzの時

　図７６は、SPI書き込みデータ設定レジスタSPIWDATAの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはF2hである。このレジスタは、SPI動作のときのSDO端子への出力データを設定する。

　図７７は、SPI読み出しデータレジスタSPIRDATAの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはF3hである。このレジスタは、SPI動作のときのSDI端子からの入力データを格納する。

　図７８は、SPI　EEPROM読み出しアドレス設定レジスタ0：SPIADR0Lの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはF4hである。このレジスタは、MODE0,MODE1端子が各々"0"、"0"の時にEEPROMオート読み出しが実行されるときのEEPROMアドレスの下位8ビットを設定する。

　図７９は、SPI　EEPROM読み出しアドレス設定レジスタ1：SPIADR1Lの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはF5hである。このレジスタは、MODE0,MODE1端子が各々"1"、"0"の時にEEPROMオート読み出しが実行されるときのEEPROMアドレスの下位8ビットを設定する。

　図８０は、SPI　EEPROM読み出しアドレス設定レジスタ2：SPIADR2Lの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはF6hである。このレジスタは、MODE0,MODE1端子が各々"0"、"1"の時にEEPROMオート読み出しが実行されるときのEEPROMアドレスの下位8ビットを設定する。

　図８１は、SPI　EEPROM読み出しアドレス設定レジスタ3：SPIADR3Lの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはF7hである。このレジスタは、MODE0,MODE1端子が各々"1"、"1"の時にEEPROMオート読み出しが実行されるときのEEPROMアドレスの下位8ビットを設定する。

　図８２は、SPI　EEPROM読み出しアドレスビット８設定レジスタ：SPIADR1＿Hの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはF8hである。このレジスタの内容は次の通りである。
　　SPIADR0H：EEPROM読み出しアドレスでSPIADR0のビット8を設定する。
　　SPIADR1H：EEPROM読み出しアドレスでSPIADR1のビット8を設定する。
　　SPIADR2H：EEPROM読み出しアドレスでSPIADR2のビット8を設定する。
　　SPIADR3H：EEPROM読み出しアドレスでSPIADR3のビット8を設定する。

　図８３は、初期化レジスタSRSTの詳細テーブルである。IDX＿ADDRESSはFFhである。このレジスタは、ソフトウェアリセットレジスタである。"1"を書き込むことで該当ブロックがリセットされる。"1"を書き込むことのみ有効である。ソフトウェアリセット後100nsの間はアクセスすべきでない。ハードウェアリセット後、ソフトウェアリセットをする必要はない。このレジスタの内容は次の通りである。
　　SRST＿AIE："１"を書き込むことで、画像エンハンスブロックのリセッ
　　　　　　　トを行う。"０"を書き込むことでリセットは解除される。
　　SRST＿TVE："１"を書き込むことでTVエンコーダブロックのリセットを
　　　　　　　行う。"０"を書き込むことでリセットは解除される。
　　SRST＿REG："１"を書き込むことでレジスタのリセットを行う。レジス
　　　　　　　タはイニシャルの値になる。リセットは自動的に解除される
　　　　　　　。
　　SRST＿FOG："１"を書き込むことで霧画像補正ブロックのリセットを行
　　　　　　　う。"０"を書き込むことでリセットは解除される。

　図８４は、画像処理ＩＣ１００を用いたシステムの一例を示す接続図である。本図に示すように、画像処理ＩＣ１００の外部には、カメラモジュール、コントローラ、ＥＥＰＲＯＭ、イメージプロセッサなどが接続される。

　次に、画像補正処理後の色バランス崩れや輝度ダイナミックレンジ不足を抑制するための手法について詳細に説明する。

　図８５Ａは、第１の画像補正処理部のみを有する画像補正処理装置の一例を示すブロック図である。

　第１の画像補正処理部６０１は、デジタル形式の入力画像データに対して、第１の画像補正処理を施すことにより、デジタル形式の出力画像データを生成する。ここで、第１の画像補正処理とは、輝度ヒストグラムに基づく画像補正処理であって、本来の目的とは別に、色成分のバランス崩れ、ないしは、輝度ダイナミックレンジの不足を副次的に招くおそれのある画像補正処理を指し、例えば、先述の霧画像補正処理が相当する。

　しかしながら、上記第１の画像補正処理のみを行う構成では、その処理方法や入力画像データの内容によっては、本来の目的（例えば、霧や靄の除去）とは別に、色成分のバランス崩れ、ないしは、輝度ダイナミックレンジの不足が副次的に生じ、不自然な出力画像が生成されるおそれがあった。

　図８５Ｂは、第１の画像補正処理部の後段に第２の画像補正処理部を有する画像補正処理装置の一例を示すブロック図である。

　第１の画像補正処理部６０１は、デジタル形式の入力画像データに対して、第１の画像補正処理を施すことにより、デジタル形式の中間画像データを生成する。ここで、第１の画像補正処理とは、先と同様、輝度ヒストグラムに基づく画像補正処理であって、本来の目的とは別に、色成分のバランス崩れ、ないしは、輝度ダイナミックレンジの不足を副次的に招くおそれのある画像補正処理を指し、例えば、先述の霧画像補正処理が相当する。すなわち、図８５Ｂで描写されている第１の画像補正処理部６０１は、先出の図７で描写されている第１の画像補正処理部２０１に相当する。ただし、第１の画像補正処理の内容は、霧画像補正処理に限定されるものではない。

　第２の画像補正処理部６０２は、第１の画像補正処理部６０１から入力されるデジタル形式の中間画像データに対して、第２の画像補正処理を施すことにより、デジタル形式の出力画像データを生成する。ここで、第２の画像補正処理とは、第１の画像補正処理によって生じた色成分のバランス崩れ、ないしは、輝度ダイナミックレンジの不足を解消するための画像補正処理を指し、例えば、先述の画像エンハンス処理（彩度抑制などの色空間補正処理を伴う輝度ダイナミックレンジ補正処理）が相当する。すなわち、図８５Ｂで描写されている第２の画像補正処理部６０２は、先出の図７で描写されている第２の画像補正処理部２０２に相当する。ただし、第２の画像補正処理の内容は、画像エンハンス処理に限定されるものではない。

　このように、第１の画像補正処理で得られた中間画像データに対して、色成分のバランス崩れや輝度ダイナミックレンジの不足を解消する第２の画像補正処理を別途施すことにより、最終的に得られる出力画像の視認性を高めることが可能となる。

　次に、霧画像補正処理後のちらつきを抑制するための手法について詳細に説明する。

　先述の霧画像補正処理においては、輝度ヒストグラム分布の作成を行い、その分布の最大値、最小値、中央値、標準偏差値などに基づいて、輝度ヒストグラムの最適化（霧や靄の除去）が行われる。その結果、静止画や動画の殆どのシーンにおいて、良好な評価結果を得ることが可能である。

　しかしながら、動画に対して霧画像補正処理を行う際には、外乱などの影響によって、入力画像データが一フレーム毎に目に見えない範囲でばらついていることが問題となる。例えば、図８６に示すように、Ｎ番目のフレームと（Ｎ＋１）番目のフレームでは、一見すると輝度ヒストグラム分布に違いはないように見えるが、各々の最大値付近を拡大してみると、輝度値の分布に微小なばらつきを生じていることが分かる。

　このような入力画像データに対して霧画像補正処理を施すと、フレーム毎に霧画像補正量が変化するので、霧画像補正処理によって上記の微小なばらつきを強調してしまうおそれがあり、場合によっては、図８７に示すように、霧画像補正処理後の輝度ヒストグラム分布全体（特に輝度ピーク値）にフレーム毎の明らかな差が現れて、画面のちらつき（フリッカ）を生じるおそれがある。

　上記の問題は、輝度ヒストグラムの全範囲（すなわち、微小変化が生じやすい輝度ヒストグラムの最大値付近や最小値付近を含めた全ての輝度範囲）を利用して、霧画像補正処理を行っていることが原因と考えられる。

　そこで、上記の問題を解決すべく、本発明に係る画像処理装置において、第１の画像補正処理部（図７で描写されている第１の画像補正処理部２０１や、図８５Ｂで描写されている第１の画像補正処理部６０１がこれに相当）は、補正係数の算出時に参照される輝度ヒストグラムの有効輝度範囲が可変的に設定される構成とされている。

　図８８は、第１の画像補正処理部の第１構成例を示すブロック図である。本構成例における第１の画像補正処理部は、輝度ヒストグラム生成部７０１と、輝度ヒストグラム範囲指定部７０２と、霧画像補正部７０３と、を有して成る。なお、図中の符号Ｙは輝度成分を示しており、符号Ｕ、Ｖは色成分を示している。また、図中の符号Ｒ、Ｇ、Ｂは、各々赤成分、緑成分、青成分を示している。

　輝度ヒストグラム生成部７０１は、入力画像データの輝度成分Ｙに基づいて輝度ヒストグラム分布を生成し、これを輝度ヒストグラム範囲指定部７０２に出力する。

　輝度ヒストグラム範囲指定部７０２は、輝度ヒストグラム生成部７０１で生成された輝度ヒストグラム分布の有効範囲を設定する。例えば、輝度ヒストグラム範囲指定部７０２は、図８９に示すように、霧画像補正部７０３での演算処理時において、輝度ヒストグラムの上限値（２５５）と下限値（０）から所定の輝度範囲については、これを無効として考慮しないように、輝度ヒストグラム分布の最大値と最小値をレジスタに設定する。

　霧画像補正部７０３は、輝度ヒストグラム範囲指定部７０２によって定められた有効範囲内の輝度ヒストグラム分布に基づいて、霧画像補正処理の演算係数（補正係数）を算出し、これを用いて入力画像データに霧画像補正処理を施す。なお、図８８の構成例では、霧画像補正部７０３に対して、ＹＵＶ形式からＲＧＢ形式に変換された入力画像データが入力されている。

　このように、霧画像補正処理の演算係数（補正係数）を算出するに際して、微小変化が生じやすい輝度ヒストグラムの最大値付近や最小値付近を無効とする構成であれば、霧画像補正処理によって入力画像データの微小なばらつきを強調してしまうおそれが低減されるので、画面のちらつき（フリッカ）を抑えることが可能となる。

　なお、輝度ヒストグラム分布の有効範囲を限定したことにより、霧画像補正処理後の出力画像では、黒つぶれや白飛びを多少生じやすくなるが、これについては、ちらつき対策とのトレードオフとなるため、輝度ヒストグラム分布の有効範囲を適宜調整すればよい。

　ただし、輝度ヒストグラム分布の有効範囲を限定しても、多少のちらつきが残ってしまう場合もあり得る。そこで、ちらつき対策としては、さらに以下の構成が有効である。

　図９０は、第１の画像補正処理部の第２構成例を示すブロック図である。本構成例における第１の画像補正処理部は、図８８に示した第１構成例に加えて、輝度ヒストグラム範囲指定部７０２の後段に、ローパスフィルタ部７０４を有して成る。

　ローパスフィルタ部７０４は、あるフレーム（フィールド）の補正係数を決定する際、当該フレームの補正係数と、当該フレームの前後に入力される少なくとも一のフレームの補正係数と、を用いて、当該フレームの補正係数にローパスフィルタ処理を施すフレーム間フィルタ（フィールド間フィルタ）である。

　ローパスフィルタ部７０４は、ＩＣの霧画像補正ブロック内部の演算パラメータ（霧補正パラメータ）に対して、５タップのローパスフィルタ処理を施すことにより、演算パラメータの高周波成分（急激な変化）をカットする機能を備えている。

　本機能により、撮影画像のシーンが急激に変わることで霧画像補正の演算パラメータが急激に変化しても、補正画像にはそのパラメータがすぐには反映されず、５フィールドかけてゆっくりと変化する。これにより、フリッカのようにフィールド毎に入力画像が変わり、霧補正の演算パラメータが毎フィールド変化するシーンであっても、ローパスフィルタ処理部７０４で演算パラメータが平滑化されるため、ちらつきを抑えることができる。

　ローパスフィルタ部７０４における演算パラメータのフィルタリング処理は、フィールド単位で実行される。演算対象とするフィールドの前後２フィールドを使用して、ローパスフィルタ処理が行われる。

　図９１Ａ及び図９１Ｂは、いずれも、ローパスフィルタ処理を説明するための模式図である。なお、図９１Ａは、フィールド２の演算パラメータを算出する様子を示しており、図９１Ｂは、フィールド３の演算パラメータを算出する様子を示している。

　図９１Ａ及び図９１Ｂで示した係数の意味について説明する。ローパスフィルタ処理は５タップであることから、係数設定レジスタは５つあり、各係数に対応するフィールドは以下の通りとなる。

　FR＿LPF＿COEF0：フィールド（Ｎ－２）のパラメータに対する係数設定
　FR＿LPF＿COEF1：フィールド（Ｎ－１）のパラメータに対する係数設定
　FR＿LPF＿COEF2：フィールドＮ（演算対象となるフィールド）のパラメ
　　　　　　　　　ータに対する係数設定
　FR＿LPF＿COEF3：フィールド（Ｎ＋１）のパラメータに対する係数設定
　FR＿LPF＿COEF4：フィールド（Ｎ＋２）のパラメータに対する係数設定

　係数レジスタはいずれも８ビットで構成されており、整数部：１ビット（ＭＳＢ）、小数部：７ビットで表現すればよい。従って、各レジスタ値（１６進表記）に対する係数の値は以下の通りとなる。

　80h:1.0000000
　40h:0.5000000
　20h:0.2500000
　10h:0.1250000
　08h:0.0625000
　04h:0.0312500
　02h:0.0156250
　01h:0.0078125

　例えば、係数値0.75を１６進表記する場合には60hとなる。ここで、各係数レジスタの設定値は00h～80hまで、かつ、５つのレジスタの合計が80hとなるように設定する必要がある。これは、各係数の合計を1.00にする必要があるためである。

　次に、上記係数の設定について説明する。ローパスフィルタ処理の強度としては、演算対象となるフィールドの係数、すなわち、FR＿LPF＿COEF2の設定値が大きくなるほど弱くなり、逆に、FR＿LPF＿COEF2の設定値が小さく（前後フィールドの係数値が大きく）なるほど強くなる。

　例えば、ローパルフィルタ処理の設定として、以下のような設定を行った場合には、フィールド２のパラメータがそのままローパスフィルタ処理後のパラメータとなるため、事実上、ローパスフィルタ機能がオフされたのと同様の動作になる。

　FR＿LPF＿COEF0：00h
　FR＿LPF＿COEF1：00h
　FR＿LPF＿COEF2：80h
　FR＿LPF＿COEF3：00h
　FR＿LPF＿COEF4：00h

　これに対して、FR＿LPF＿COEF2のパラメータを小さくするほど、ローパスフィルタの強度は強くなる。設定の一例は以下の通りである。

＜ローパスフィルタ：強設定＞
　FR＿LPF＿COEF0：10h
　FR＿LPF＿COEF1：20h
　FR＿LPF＿COEF2：20h
　FR＿LPF＿COEF3：20h
　FR＿LPF＿COEF4：10h

＜ローパスフィルタ：弱設定＞
　FR＿LPF＿COEF0：08h
　FR＿LPF＿COEF1：18h
　FR＿LPF＿COEF2：40h
　FR＿LPF＿COEF3：18h
　FR＿LPF＿COEF4：08h

　なお、上記のローパスフィルタ処理は、ちらつき抑制と動画追従性向上とのトレードオフとなる。従って、タップ数を変更しながら、ちらつきの発生シーンはもちろん、その他のシーンでの影響を検討しつつ、アプリケーション毎に最適なローパスフィルタの設計を行うことが重要である。

　次に、本発明に係る画像処理ＩＣを搭載した電子機器（セットないしシステムを含む）について説明する。

　先出の図７でも示した通り、本発明に係る画像処理ＩＣ１００は、ＩＣ外部からデジタル形式の入力画像データが入力される第１の外部端子ＣＡＭＤＩ［７：０］と；前記デジタル形式の入力画像データに所定の画像補正処理を施してデジタル形式の出力画像データを生成する画像補正処理回路２００と；ＩＣ外部に前記デジタル形式の出力画像データを出力する第２の外部端子ＣＡＭＤＯ［７：０］と；前記デジタル形式の出力画像データをアナログコンポジットビデオ形式の出力画像データに変換するエンコーダ回路３００と；ＩＣ外部に前記アナログコンポジットビデオ形式の出力画像データを出力する第３の外部端子ＶＯＵＴと；を集積化して成る。

　このような画像処理ＩＣ１００を既存の電子機器に搭載すれば、大幅な設計変更を要することなく、霧画像補正機能やＴＶエンコーダ機能を付加することが可能となる。

　図９２Ａ及び図９２Ｂはそれぞれ、本発明に係る画像処理ＩＣを搭載した電子機器（屋内外監視カメラ、ネットワークカメラ（ＩＰカメラ）、Ｗｅｂカメラ、車載カメラ、インターホンなど）の一構成例を示すブロック図である。

　両構成例の電子機器８００はいずれも、カメラ８０１と、ＡＦＥ［Analog　Front　End］８０２と、カメラＤＳＰ８０３と、を有するほか、本発明に係る画像処理ＩＣ８０４を搭載して成る。

　なお、図９２Ａでは、ＥＥＰＲＯＭ８０５に格納されたプログラムによって、画像処理ＩＣ８０４を制御する構成が示されている。本構成例の場合、カメラ８０１やＡＦＥ８０２は、汎用インタフェイス（ＧＰＩＯ）に接続されるカメラＤＳＰ８０３を介して制御されることになる。一方、図９２Ｂでは、汎用インタフェイス（ＧＰＩＯ）に接続されるマイコン８０６からの指示によって、画像処理ＩＣ８０４を制御する構成が示されている。本構成例の場合、カメラ８０１やＡＦＥ８０２もマイコン８０６を介して制御される。

　このように、本発明に係る画像処理ＩＣ８０４を搭載した電子機器８００であれば、既存回路を大幅に設計変更することなく、入力画像データに対して適切な画像補正処理（霧消し処理）を施したり、アナログコンポジットビデオ出力を行うことが可能となる。

　なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

　本発明は、入力画像に種々の画像補正処理を施して所望の出力画像を生成する画像補正処理回路、及び、これを集積化して成る半導体装置において、出力画像の視認性を高める上で有用な技術である。

　また、本発明に係る画像補正装置は、画像データを取り扱う電子機器（屋内外監視カメラ、セキュリティカメラ、ネットワークカメラ（ＩＰカメラ）、Ｗｅｂカメラ、車載カメラ、ドライブレコーダ、インターホンなど）全般に利用可能な技術である。

　　　１０　　画像処理ＩＣ（半導体装置）
　　　１１　　霧画像補正部
　　　１２　　輝度ヒストグラム演算部
　　　１３　　補正制御部
　　　１３１　　第１比較部
　　　１３２　　第２比較部
　　　１３３　　判定部
　　　１４　　レジスタ
　　　２０　　画像ソース（撮像デバイスなど）
　　　３０　　表示デバイス（液晶ディスプレイなど）
　　　４０　　マイコン
　　　１００　　画像処理ＩＣ（半導体装置）
　　　２００　　画像補正処理回路
　　　２０１　　第１の画像補正処理部（霧画像補正部）
　　　２０２　　第２の画像補正処理部
　　　２０２ａ　　カラーコレクション部
　　　２０２ｂ　　輝度判別部
　　　２０２ｃ　　画像エンハンス部
　　　２０２ｄ　　演算処理部
　　　３００　　エンコーダ回路
　　　３０１　　メモリコントローラ
　　　３０２　　ラインメモリ
　　　３０３　　補完部
　　　３０４　　ガンマ補正部
　　　３０５　　ローパスフィルタ部
　　　３０６　　トラップフィルタ部
　　　３０７、３０８　　ローパスフィルタ部
　　　３０９～３１２　　演算処理部
　　　３１３　　デジタル／アナログ変換部
　　　３１４　　タイミング信号発生部
　　　３１５　　サブキャリア信号発生部
　　　３１６　　カラーバー信号発生部
　　　４００　　第１シリアルインターフェース回路（Ｉ２Ｃ）
　　　５００　　第２シリアルインターフェイス回路（ＳＰＩ）
　　　６０１　　第１の画像補正処理部
　　　６０２　　第２の画像補正処理部
　　　７０１　　輝度ヒストグラム生成部
　　　７０２　　輝度ヒストグラム範囲指定部
　　　７０３　　霧画像補正部
　　　７０４　　ローパスフィルタ部
　　　８００　　電子機器
　　　８０１　　カメラ
　　　８０２　　ＡＦＥ
　　　８０３　　カメラＤＳＰ
　　　８０４　　画像処理ＩＣ
　　　８０５　　ＥＥＰＲＯＭ
　　　８０６　　マイコン

Claims

　入力画像に所定の画像補正処理を施して出力画像を生成する画像補正部と；
　前記入力画像の１フィールド毎に輝度ヒストグラムを取得し、その平均輝度値、標準偏差値、及び、中間値のいずれか２値ないしは３値全てを算出する演算部と；
　前記演算部で算出された前記輝度ヒストグラムの平均輝度値、標準偏差値、及び、中間値のいずれか２値ないしは３値全てに基づいて、前記入力画像に対する画像補正処理の要否や補正量を判定し、前記画像補正部の制御を行う補正制御部と；
　を有して成ることを特徴とする画像補正処理回路。
　前記画像補正部は、前記入力画像に対して霧画像補正処理を施すものであり、
　前記補正制御部は、前記輝度ヒストグラムの平均輝度値と標準偏差値に基づいて、前記霧画像補正処理の要否や補正量を判定するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像補正処理回路。
　前記補正制御部は、前記輝度ヒストグラムの平均輝度値が第１の閾値よりも大きく、かつ、前記輝度ヒストグラムの標準偏差値が第２の閾値よりも小さいとき、前記霧画像補正処理が必要であると判定することを特徴とする請求項２に記載の画像補正処理回路。
　前記補正制御部は、前記霧画像補正処理が必要であると判定したとき、前記輝度ヒストグラムの標準偏差値が小さいほど、前記霧画像補正処理の補正量を段階的に或いは連続的に大きく設定することを特徴とする請求項３に記載の画像補正処理回路。
　第１の閾値、及び、第２の閾値の少なくとも一方には、ヒステリシス幅が設定されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の画像補正処理回路。
　前記入力画像に対する画像補正処理の要否や補正量を判定する際に前記補正制御部で参照される種々のパラメータを外部設定するためのレジスタを有して成ることを特徴とする請求項１～請求項５のいずれかに記載の画像補正処理回路。
　請求項１～請求項６のいずれかに記載の画像補正処理回路を集積化して成ることを特徴とする半導体装置。
　装置外部からデジタル形式の入力画像データが入力される第１の外部端子と；
　前記デジタル形式の入力画像データに所定の画像補正処理を施してデジタル形式の出力画像データを生成する画像補正処理回路と；
　装置外部に前記デジタル形式の出力画像データを出力する第２の外部端子と；
　前記デジタル形式の出力画像データをアナログコンポジットビデオ形式の出力画像データに変換するエンコーダ回路と；
　装置外部に前記アナログコンポジットビデオ形式の出力画像データを出力する第３の外部端子と；
　を集積化して成ることを特徴とする画像補正処理装置。
　前記画像補正処理回路は、
　前記デジタル形式の入力画像データに対して、輝度ヒストグラムに基づく画像補正処理であって、本来の目的とは別に、色成分のバランス崩れ、ないしは、輝度ダイナミックレンジの不足を副次的に招くおそれのある第１の画像補正処理を施すことにより、デジタル形式の中間画像データを生成する第１の画像補正処理部と；
　前記デジタル形式の中間画像データに対して、第１の画像補正処理によって生じた色成分のバランス崩れ、ないしは、輝度ダイナミックレンジの不足を解消する第２の画像補正処理を施すことにより、前記デジタル形式の出力画像データを生成する第２の画像補正処理部と；
　を有して成ることを特徴とする請求項８に記載の画像補正処理装置。
　前記第１の画像補正処理は、霧画像補正処理であり、前記第２の画像補正処理は、色補正処理、ないしは、輝度ダイナミックレンジ補正であることを特徴とする請求項９に記載の画像補正処理装置。
　前記第１の画像補正処理部は、補正係数の算出時に参照される前記輝度ヒストグラムの有効輝度範囲が可変的に設定されることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の画像補正処理装置。
　前記第１の画像補正処理部は、あるフレームの補正係数を決定する際、当該フレームの補正係数と、当該フレームの前後に入力される少なくとも一のフレームの補正係数と、を用いて、当該フレームの補正係数にローパスフィルタ処理を施すことを特徴とする請求項１１に記載の画像補正処理装置。