(57)【要約】  【課題】  ディジタル信号処理において、ナイキスト周波数より低い周波数成分ｆｔを持つ正弦波信号を所定のクリップレベルで白クリップすると、元の正弦波信号の整数倍の周波数ｎ×ｆｔ（ｎは２以上の整数）の高調波が発生する。発生した高調波は、サンプリング定理によりサンプリング周波数以下の周波数に折り返り、その結果、折り返り歪が発生してしまい、映像を劣化させてしまうという課題解決を図る。  【解決手段】  非線形処理前の高域成分を検出する第一の高域成分検出部２、非線形処理後の高域成分を検出する第二の高域成分検出部３、絶対値演算部４、５、比較部６、非線形処理後の信号処理を行うローパスフィルタ部７、タイミング調整のための遅延部８、セレクタ９を設け、非線形処理後の高域成分が、非線形処理前の高域成分よりも大きい場合に、ローパスフィルタの出力することで、高調波の発生を抑制する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非線形処理を行う非線形処理部と、非線形処理部前の信号の高域成分を検出する第一の高域成分検出部と、非線形処理部後の信号の高域成分を検出する第二の高域成分検出部と、前記第一の高域成分検出部の出力の絶対値を求める絶対値演算部と、第二の高域成分検出部の出力の絶対値を求める絶対値演算部と、前記絶対値演算部の出力を比較する比較部と、前記非線形処理部の出力の低域成分を求めるローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力と前記非線形処理部の出力を前記比較器の出力で切り替えるセレクタを備え、非線形処理後の高域成分が、非線形処理前の高域成分よりも増加した場合に、前記ローパスフィルタの出力を出力信号とすることを特徴とするディジタル信号処理装置。
【請求項２】
ローパスフィルタは、任意の係数１／Ｘを乗じる乗算器を保有しており、前記係数によりローパスフィルタの特性が可変であることを特徴とする請求項１記載のディジタル信号処理装置。
【請求項３】
乗算器は、ビットシフト回路から構成されることを特徴とする請求項２記載のディジタル信号処理装置。
【請求項４】
ローパスフィルタ部が第二の高域置換部と、少なくとも一つの乗算器と、少なくとも一つの減算器から構成されることを特徴とする請求項１記載のディジタル信号処理装置。
【請求項５】
乗算器は、ビットシフト回路から構成されることを特徴とする請求項４記載のディジタル信号処理装置。
【請求項６】
絶対値演算部の出力の差分値を求める減算器と、前記差分値にクリップ処理を行うクリップ部と、クリップ部の出力に任意の係数１／Ｙを乗じる乗算器と、少なくとも一つの乗算器から構成される境界スムーザ部を設け、非線形処理部の出力とローパスフィルタ部の出力の内分点を出力する領域を設けることを特徴とする請求項第１及び、請求項４記載のディジタル信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非線形処理を搭載したディジタルビデオカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ディジタルカメラの信号処理は、図１４に示すような構成をとる。図１４おいて、４０、４１、４２は撮像素子、４３、４４、４５はアナログローパスフィルタ、４６、４７、４８はＡＤ変換器、４９、５０、５１はディジタル信号処理部、５２、５３、５４はＤＡ変換器である。撮像素子４０、４１、４２から出力された映像信号は、所定の帯域に制限するために、アナログ信号処理部のローパスフィルタ４３、４４、４５によりフィルタリング処理が行われ、その後、ＡＤ変換器４６、４７、４８においてアナログ信号からディジタル信号へ所定のサンプリング周波数ｆｃで標本化が行われる。
【０００３】
標本化ではサンプリング定理が一般に知られており、図１５を用いて説明する。図１５において、横軸は周波数、縦軸はレベルであり、サンプリング周波数をｆｃ、被サンプリング信号の周波数をｆｓとする。被サンプリング周波数ｆｓが、ナイキスト周波数と呼ばれるサンプリング周波数の１／２以下の場合には問題ないが、図１５に示すように、ｆｓがナイキスト周波数以上の場合には、１／２ｆｃ以下の帯域内に信号が折り返り、本来信号ではない偽信号が発生してしまう。その結果、信号に折り返し歪が発生してしまい、画質劣化が派生してしまう。そこで、折り返り歪を発生させないために、ＡＤ変換器４６、４７、４８へのアナログ入力信号を、アナログローパスフィルタ４３、４４、４５において、ナイキスト周波数以下の帯域制限し、標本化による折り返し歪の発生を抑制している。図１６にアナログローパスフィルタ特性の一例を示す。
【０００４】
しかし、上記に示す方法のよりアナログ信号からディジタル信号への標本化を行う際に、折り返し歪の発生を抑制したとしても、その後のディジタル信号処理により折り返り歪が発生することがある。その原理を次に説明する。
【０００５】
ディジタル信号処理部では、高輝度の映像を圧縮するニー圧縮処理や、所定のレベル以上をクリップする白クリップ、所定のレベル以下をクリップする黒クリップが行われる。
【０００６】
図１７にニー圧縮処理の入出力関数を、図１８にクリップ処理の入出力関数を示す。ニー圧縮処理では、ニーポイントｋｐ以上の映像信号を１／ｍに圧縮する。また、クリップ処では、黒クリップレベルＢｃ以下をアンダークリップし、白クリップレベルＷｃ以上をオーバークリップする。
【０００７】
しかし、図１９に示すように、ナイキスト周波数ｆｃ／２より低い周波数成分ｆｔを持つ正弦波信号をクリップレベルＷｃで白クリップすると、元の正弦波信号の整数倍の周波数ｎ×ｆｔ（ｎは２以上の整数）の高調波が発生する。発生した高調波は、上記したサンプリング定理によりサンプリング周波数以下の周波数に折り返り、その結果、折り返り歪が発生してしまい、映像を劣化させてしまう。クリップ処理と同様に、ニー圧縮処理の場合もニーポイントで同様の原理で折り返し歪が発生する。つまり、標本化前のアナログ信号処理部でナイキスト周波数以下に帯域制限を行っても、非線形処理を伴うディジタル信号処理によりナイキスト周波数以上の高調波が発生し、折り返し歪が発生する。
【０００８】
この課題解決を図る従来のディジタル映像信号処理装置について説明する。
【０００９】
従来、ディジタル映像信号処理装置は特開平７−２２００６８に記載されたものが知られている。そのディジタル映像信号処理装置を図２０に示す。図２０は従来のディジタル映像処理装置のブロックの例を示すものである。以下、従来のディジタル映像信号処理装置の動作について説明する。
【００１０】
図２０において、撮像素子６１〜６３から得られたＲ、Ｇ、Ｂ映像信号はアナログ信号処理回路６４〜６６で信号増幅や、帯域制限等の必要な信号処理を施された後、Ａ−Ｄ変換器６７〜６９でディジタル信号に変換される。このディジタルのＲ、Ｇ、Ｂ信号はマトリクス回路７０で所定の割合で混合された後、マトリクス回路７０の出力は輪郭強調回路７１に入力されここで輪郭強調信号７２となる。この輪郭強調信号７２は加算回路７３〜７５で各々Ｒ、Ｇ、Ｂ信号に加算される。その後、輪郭強調信号７２を加算されたＲ、Ｇ、Ｂ信号はガンマ補正回路７６〜７８でガンマ補正等の処理を施された後、信号レベル制限回路７９〜８１に送られ、クリップ処理等を施される。
【００１１】
７９〜８１の信号レベル制限回路において、まず、データ補間回路でデータ信号のサンプリング周期Ｔの、中間点に相当する補間データを生成する。その結果、元のデータ信号と生成された補間データ信号とからなる、元のデータのレートの２倍のレート（周期Ｔの１／２）にアップコンバートされた信号が得られる。
【００１２】
次にクリップ回路８８〜９０によりクリップが行われ、上記説明した原理で高調波成分が発生するが、アップコンバート前の（元の）サンプリング周波数の１／２〜１倍の範囲の高調波成分の周波数は、アップコンバートにより２倍となったサンプリング周波数に対して、１／２以下である。したがって、上記範囲に発生する高調波成分は、アップコンバートされている間は、折り返し歪とはならない。
【００１３】
出力ＲＯＵＴ、ＧＯＵＴ、ＢＯＵＴは、元のディジタル映像信号と同じサンプリングレートの信号を出力するものであり、アップコンバートされた信号を１データ置きに間引いてダウンコンバートしてから出力する必要がある。しかし、クリップ回路８８〜９０の出力をそのままダウンコンバートすると、アップコンバートされている間は折り返し歪とはならないとした高調波成分が、サンプリング周波数の１／２以上の周波数範囲に発生したこととなり、折り返し歪となってしまう。そこで、例えば、カットオフ周波数を、アップコンバートされたサンプリング周波数の１／４で、かつ、アップコンバート前のサンプリング周波数の１／２とした、ローパスフィルタ９１〜９３で、フィルタリングし、その後データ間引き回路９４〜９６で元のサンプリングレートに変換し、折り返しの発生を抑制する。
【特許文献１】特開平７−２２００６８号公報  （段落番号  ［００２２］、［００２４］、［００３０］、［００３１］を記載）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記の従来の構成では、サンプリングレートを倍にあげる必要があり、すなわち倍の処理を行う必要があるため、信号処理回路の消費電力の増大してしまうだけでなく、本来ならば必要のないクロックレートが倍の発振器を搭載する必要があるため、コストが増加するという問題点を有していた。
【００１５】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、非線形ディジタル信号処理による折り返し歪の発生を抑制す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。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の請求項１に記載の発明は、非線形処理を行う非線形処理部と、非線形処理部前の信号の高域成分を検出する第一の高域成分検出部と、非線形処理部後の信号の高域成分を検出する第二の高域成分検出部と、前記第一の高域成分検出部の出力の絶対値を求める絶対値演算部と、第二の高域成分検出部の出力の絶対値を求める絶対値演算部と、前記絶対値演算部の出力を比較する比較部と、前記非線形処理部の出力の低域成分を求めるローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力と前記非線形処理部の出力を前記比較器の出力で切り替えるセレクタを備え、非線形処理後の高域成分が、非線形処理前の高域成分よりも増加した場合に、前記ローパスフィルタの出力を出力信号とすることを特徴とするディジタル信号処理装置としたものであり、非線形処理による折り返し歪の発生を抑制するという作用を有する。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、ローパスフィルタは、任意の係数１／Ｘを乗じる乗算器を保有しており、前記係数によりローパスフィルタの特性が可変であることを特徴とする請求項１記載のディジタル信号処理装置としたものであり、前記係数１／Ｘを変化させることで、補正の効果を変更することができるという作用を有する。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、乗算器は、ビットシフト回路から構成されることを特徴とする請求項２記載のディジタル信号処理装置としたものであり、ビットシフト回路を用いることで、前記乗算器の回路規模を削減できるという作用を有する。
【００１９】
請求項４記載の発明は、ローパスフィルタ部が第二の高域置換部と、少なくとも一つの乗算器と、少なくとも一つの減算器から構成されることを特徴とする請求項１記載のディジタル信号処理装置としたものであり、ローパスフィルタ部の回路規模を削減できるという作用を有する。
【００２０】
請求項５記載の発明は、乗算器は、ビットシフト回路から構成されることを特徴とする請求項４記載のディジタル信号処理装置としたものであり、ビットシフト回路を用いることで、前記乗算器の回路規模を削減できるという作用を有する。
【００２１】
請求項６記載の発明は、絶対値演算部の出力の差分値を求める減算器と、前記差分値にクリップ処理を行うクリップ部と、クリップ部の出力に任意の係数１／Ｙを乗じる乗算器と、少なくとも一つの乗算器から構成される境界スムーザ部を設け、非線形処理部の出力とローパスフィルタ部の出力の内分点を出力する領域を設けることを特徴とする請求項第１及び、請求項４記載のディジタル信号処理装置としたものであり、補正範囲と補正範囲外の境界付近における不連続性を解消し、それによる画質の劣化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明は、非線形ディジタル信号処理による折り返し歪の発生を抑制するという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１３を用いて説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の構成図であります。
【００２５】
図１において、１はクリップ処理、ニー圧縮処理、ガンマ処理等の非線形処理部、２は非線形処理前の信号から高域成分を検出する第一の高域成分検出部、３は非線形処理後の信号から高域成分を検出する第二の高域成分検出部であり、例えば図２のような構成をとる。また、４、５は絶対値を求めるための絶対値演算部、６は比較を行う比較部、７は非線形処理後の信号にローパスフィルタリング処理を行うローパスフィルタ部で、例えば図３のような構成をとる。また、８はタイミング調整のための遅延部、９はローパスフィルタ７の出力と遅延部８の出力のどちらかを、比較部６の出力で切り替えるセレクタである。
【００２６】
図４は実施の形態１の動作原理図であります。
【００２７】
図４において、横軸は水平画素を示しており、画素Ｎ−１、画素Ｎ、画素Ｎ＋１を、縦軸はレベルを示している。
【００２８】
以上のように構成されたディジタル信号処理装置について、図１から図６を用いてその動作を説明する。また、ここでは、図１の非線形処理部１をクリップ処理として説明を行う。
【００２９】
まず、図４の折線Ａに示す信号が入力されるとする。入力された信号は、非線形処理部１（クリップ処理）において、レベルＴでクリップが行われる。すると、Ｔ以上のレベルである画素Ｎ、画素Ｎ＋１は、Ｔにクリップされ、非線形処理部１（クリップ処理）の出力は折線Ｂに示すようなる。ここで、クリップ処理により折線Ａから折線Ｂに信号が変化することで、明らかに画素Ｎにおける高域成分が増加していることが分かる。すると、上記したサンプリング定理に基づき高調波が発生し、折り返り歪が発生してしまう。
【００３０】
そこで、本発明では、折線Ａから折線Ｂのようにクリップ処理を行うことで高域成分が増加した場合に、画素Ｎのレベルを折線Ｃに示すレベルに変換し、高調波の発生を抑制する。次にその処理について画素Ｎに着目し説明を行う。
【００３１】
図１の第一の高域成分検出部２、および、第二の高域成分検出部３は、例えば、図２に示す回路構成をとる。ここで、１０、１１は遅延素子、１２、１４は−１を乗じる乗算器、１３は２を乗じる乗算器、１５，１６は加算器である。これは、−１：２：−１の係数を持つ３タップハイパスフィルタの構成であり、各画素における高周波成分を検出することができる。第一の高域成分検出部２では、折線Ａの画素Ｎにおける高域成分を、第二の高域成分検出部３ではクリップ処理後の折線Ｂの画素Ｎにおける高域成分を検出する。その後、絶対値演算部４、および５で各々の絶対値を求めた後、比較部６に入力され、検出した両高域成分の比較を行う。比較部６はａ＞ｂの場合にＨｉｇｈを出力し、それ以外の条件ではＬｏｗを出力する。
【００３２】
ローパスフィルタ７には、クリップ処理後の信号である折線Ｂが入力され、ローパスフィルタリング処理が行われる。ローパスフィルタ７は、例えば図３に示す構成をとる。ここで、１７、１８は遅延素子、１９、２１は１を乗じる乗算器、２０は２を乗じる乗算器、２２，２３は加算器、２４は１／Ｘを乗じる乗算器である。これは、１：２：１の３タップローパスフィルタの構成であり、図３に示す出力ＬＰｏｕｔは次式で表せる。（Ｆ（Ｎ）はクリップ処理後（折線Ｂ）の画素Ｎの値）
ＬＰｏｕｔ＝（Ｆ（Ｎ−１）＋２＊Ｆ（Ｎ）＋Ｆ（Ｎ＋１））／Ｘ（式１）
ここで、Ｘは、ローパスフィルタの特性を決定する定数であり、外部のマイコン（記載せず）により設定される。ここで、定数Ｘは次にような働きをする。図５に示すように、クリップ処理後の折線Ｂにおいて、画素Ｎ−１のレベルが０、画素Ｎ、Ｎ＋１のレベルがＴとする。すると、ローパスフィルタ７の出力は、
ＬＰｏｕｔ＝３Ｔ／Ｘ（式２）
例えば、Ｘ＝４の場合には出力ＬＰｏｕｔは折線Ｃ−１となり、画素Ｎのレベルは３Ｔ／４になる。また、Ｘ＝８の場合には出力ＬＰｏｕｔは折線Ｃ−２となり、画素Ｎのレベルは３Ｔ／８になる。
【００３３】
つまり、Ｘにより、ローパスフィルタ７の出力信号ＬＰｏｕｔを変化させることができる。なお、乗算器２０、２４は、ビットシフト回路でも良い。
【００３４】
遅延部８には、非線形処理部１（クリップ処理）の出力が入力され、セレクタ９において、ローパスフィルタ７の出力と、比較部６の出力のタイミングが合うようにに構成される。第一および、第二の高域成分検出部が図２に示す構成、および、ローパスフィルタ７が図３に示す構成の場合には、図６に示すように単体のフリップフロップで構成されることになる。
【００３５】
セレクタ９では、上記ローパスフィルタ７の出力と、タイミング調整が行われた遅延部８の出力を、比較部６の出力により切り替える。比較部の出力がＨｉｇｈ（ａ＞ｂ）の場合、すなわちクリップ処理を行うことで高域成分が増加した場合には、ローパスフィルタ７の出力を選択し、Ｌｏｗの場合には、遅延部８の出力を選択する。
【００３６】
これにより、図４に示すように、折線Ａの入力信号がクリップ処理により折線Ｂとなり高域成分が増加した画素については、折線Ｂにローパスフィルタ処理を施した折線Ｃに入れ替えを行うことで、クリップ処理によって発生する高調波成分の発生を抑える。
【００３７】
以上のように、本実施の形態によれば、非線形処理部（クリップ処理）の前後の高域成分を検出する第一の高域成分検出部と第二の高域成分検出部と、ローパスフィルタと、絶対値演算部と、比較部と、遅延部と、セレクタを設けることにより、非線形処理部（クリップ処理）で発生する高調波成分の発生を抑制することができる。
【００３８】
ここで、非線形処理部としてクリップ処理を用いて説明を行ったが、ニー圧縮処理や、ガンマ処理等の同様に高調波を発生する回路においても本発明は適応できる。
【００３９】
また、ラインメモリを用い垂直映像信号処理に適応することで、垂直映像信号の折り返し歪の発生を抑えることができる。
【００４０】
（実施の形態２）
図７は、本発明の構成図であります。
【００４１】
図７において、１はクリップ処理、ニー圧縮処理、ガンマ処理等の非線形処理部、２は非線形処理前の信号から高域成分を検出する第一の高域成分検出部、３は非線形処理後の信号から高域成分を検出する第二の高域成分検出部であり、例えば図２のような構成をとる。また、４、５は絶対値を求めるための絶対値演算部、６は比較を行う比較部、８はタイミング調整のための遅延部、２５は遅延部の出力に４を乗じる乗算器、２６は乗算器２５の出力から第二の高域成分検出部３の出力を減算する減算器、２７は減算器２６の出力に１／Ｘを乗じる乗算器、２８はローパスフィルタ部、９は乗算器２７の出力と、遅延部８の出力のどちらかを、比較部６の出力で切り替えるセレクタである。
【００４２】
以上のように構成されたディジタル信号処理装置について、図７を用いて説明を行うが、実施の形態１と同様の動作については説明を省略する。
【００４３】
本発明は、遅延部８と、乗算器２５と、減算器２６と、乗算器２７を備えたものであり、破線で示す第一の高域成分検出部２と、遅延部８と、乗算器２５、２７と、減算器２６から構成されるローパスフィルタ部２８で実施の形態１におけるローパスフィルタ７と同等の働きをするものである。
【００４４】
図７の第一の高域成分検出部２、および、第二の高域成分検出部３は、例えば、図２に示す回路構成をとる。また、遅延部８には、非線形処理部１（クリップ処理）の出力が入力され、セレクタ９においてローパスフィルタ部２８の出力と、比較部６の出力のタイミングが合うようにに構成される。第一および、第二の高域成分検出部が図２に示す構成、および、ローパスフィルタ部２８が図７に示す構成の場合には、図６に示すように単体のフリップフロップで構成されることになる。
【００４５】
遅延部の出力は、その後乗算器２５により４が乗じられ、その後、減算器２６において、第二の高域成分検出部３の出力が減算される。その後、乗算器２７において、１／Ｘが乗じられセレクタ９に入力される。これにより、破線で示すローパスフィルタ部２８の出力ＬＰｏｕｔは、（式１）になり、図１のローパスフィルタ７と同等の処理を、より少ない回路で実現することができる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態によれば、非線形処理部（クリップ処理）の前後の高域成分を検出する第一の高域成分検出部と第二の高域成分検出部と、遅延部と、乗算器と、減算器と、比較部と、セレクタを設けることにより、非線形処理部（クリップ処理）で発生する高調波成分の発生を抑制することができる。
【００４７】
ここで、非線形処理としてクリップ処理を用いて説明を行ったが、ニー圧縮処理や、ガン処理等の同様に高調波を発生する処理においても本発明は適応できる。
【００４８】
また、ラインメモリを用い垂直映像信号処理に適応することで、垂直映像信号の折り返し歪の発生を抑えることができる。
【００４９】
なお、乗算器２５、２７は、ビットシフト回路でも良い。
【００５０】
（実施の形態３）
図８は、本発明の構成図であります。
【００５１】
図８において、１はクリップ処理、ニー圧縮処理、ガンマ処理等の非線形処理部、２は非線形処理前の信号から高域成分を検出する第一の高域成分検出部、３は非線形処理後の信号から高域成分を検出する第二の高域成分検出部であり、例えば図２のような構成をとる。また、４、５は絶対値を求めるための絶対値演算部、６は比較を行う比較部、８はタイミング調整のための遅延部、２７は第二の高域成分検出部３の出力に１／Ｘを乗じる乗算器、２６は遅延部８の出力から乗算器２７の出力を減算する減算器、２８はローパスフィルタ部、９は減算器２６の出力と、遅延部８の出力のどちらかを、比較部６の出力で切り替えるセレクタである。
【００５２】
以上のように構成されたディジタル信号処理装置について、図７を用いて説明を行うが、実施の形態１、２と同様の動作については説明を省略する。
【００５３】
本発明は実施の形態１におけるローパスフィルタ７に替わって、遅延部８と、乗算器２７と、減算器２６を備えたものであり、破線で示す第二の高域成分検出部３と、遅延部８と、乗算器２７と、減算器２６とで構成されるローパスフィルタ部２８で実施の形態１におけるローパスフィルタ７と同様の働きをするものである。
【００５４】
ここで、実施の形態１と異なる点は、ローパスフィルタ特性が異なる。実施の形態１と同様に、Ｆ（Ｎ）をクリップ処理後（折線Ｂ）の画素Ｎの値とすると、ローパスフィルタ部２８の出力ＬＰｏｕｔは、次式となる。
ＬＰｏｕｔ＝（Ｆ（Ｎ−１）＋（Ｘ−２）＊Ｆ（Ｎ）＋Ｆ（Ｎ＋１））／Ｘ（式３）
図９に示すように、クリップ処理後の折線Ｂにおいて、画素Ｎ−１のレベルが０、画素Ｎ、Ｎ＋１のレベルがＴとする。すると、ローパスフィルタ部２８の出力は、
ＬＰｏｕｔ＝（１−１／Ｘ）＊Ｔ（式４）
例えば、Ｘ＝２の場合には出力ＬＰｏｕｔは折線Ｃ−３となり、画素ＮのレベルはＴ／２になる。また、Ｘ＝４の場合には出力ＬＰｏｕｔは折線Ｃ−４となり、画素Ｎのレベルは３Ｔ／４になる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態によれば、非線形処理部（クリップ処理）の前後の高域成分を検出する第一の高域成分検出部と第二の高域成分検出部と、遅延部と、乗算器と、減算器と、絶対値演算部と、比較部と、セレクタを設けることにより、非線形処理部（クリップ処理）で発生する高調波成分の発生の抑制が、より少ない回路構成で実現することができる。
【００５６】
ここで、非線形処理としてクリップ処理を用いて説明を行ったが、ニー圧縮処理や、ガンマ処理等の同様に高調波を発生する処理においても本発明は適応できる。
【００５７】
また、ラインメモリを用い垂直映像信号処理に適応することで、垂直映像信号の折り返し歪の発生を抑えることができる。
なお、乗算器２７は、ビットシフト回路でも良い。
【００５８】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の構成図であります。
【００５９】
図１０において、１はクリップ処理、ニー圧縮処理、ガンマ処理等の非線形処理処理、２は非線形処理前の信号から高域成分を検出する第一の高域成分検出部、３は非線形処理後の信号から高域成分を検出する第二の高域成分検出部であり、例えば図２のような構成をとる。また、４、５は絶対値を求めるための絶対値演算部、６は比較を行う比較部、８はタイミング調整のための遅延部、２７は第二の高域成分検出部３の出力に１／Ｘを乗じる乗算器、２９は絶対値演算部４の出力から絶対値演算部５の信号を減算する減算器、３０はクリップ部、３１はクリップ部３０の出力に１／Ｙを乗じる乗算器、３２は乗算器３１の出力と乗算器２７の出力との乗算を行う乗算器、２６は遅延部８の出力から乗算器３２の出力を減算する減算器、３３は境界スムーザ部、９は遅延部８の出力と減算器２６の出力のどちらかを、比較部６の出力で切り替えるセレクタである。
【００６０】
図１１、図１２、図１３は実施の形態４の動作原理図であります。
【００６１】
以上のように構成されたディジタル信号処理装置について、図１０、図１１、図１２、図１３を用いてその動作を説明するが、実施の形態１，２、３と同等の動作については説明を省略する。また、ここでは、非線形部１をクリップ処理として説明を行う。
【００６２】
まず、境界スムーザ部３３の目的を図１１、図１２、図１３を用いて説明する。図１１において、例えば折線Ａの画素Ｎは、補正範囲外と補正範囲の境界線に限りなく近い補正範囲外にある画素とし、折線Ｂの画素Ｎは、境界線に限りなく近い補正範囲内にある画素とする。折線Ａに示す信号が入力されたとする。すると、上記実施の形態と同等に、クリップ処理前の信号である折線Ａと、クリップ処理が行われた後の信号である折線Ｃの画素Ｎにおける高域成分が比較される。この場合には、折線Ａの画素Ｎにおける高域成分がクリップ処理後の信号である折線Ｃの画素Ｎにおける高域成分よりも大きいため、補正は行われずに折線Ｃが出力される。次に、折線Ｂに示す信号が入力されたとする。すると、同等に高域成分の比較が行われ、この場合には、折線Ｃの高域成分が折線Ｂの高域成分よりも大きいため補正が行われ折線Ｄが出力される。
【００６３】
ここで、入力信号がこのように補正範囲と補正範囲外の境界付近にあった場合には、入力信号の僅かな変動で出力が折線Ｃから折線Ｄと、もしくは折線Ｄから折線Ｃと大きく変動する。つまり、不連続点が存在し、そのため画質を大きく劣化させてしまう。
【００６４】
そこで、図１２に示すように、補正範囲境界付近に斜線で示す領域を設け、入力信号が斜線で示す範囲にある場合には、折線Ｃと折線Ｄの内分点を出力することで、不連続性を解消する。つまり、入力信号が折線Ｂの場合には、画素Ｎは折線Ｃと折線Ｄの限りなく折線Ｃに近い内分点に変換され、出力は折線Ｆとなる。そして、入力信号が折線Ｂから折線Ｅに近づくに連れて、出力信号も折線Ｆから折線Ｄに近づく。
【００６５】
次に上記動作を、構成図を用いて説明する。本発明は、図１０に示すように、実施の形態３に破線で示す境界スムーザ部を新たに追加したものである。境界スムーザ部は、減算器２９、クリップ部３０、乗算器３１、３２から構成される。境界スムーザ部には、絶対値演算部４の出力ＨＰ１と、絶対値演算部５の出力であるＨＰ２が入力され、減算器２９において、ＨＰ２からＨＰ１が減算され、ＳＵＢが求められる。
ＳＵＢ＝ＨＰ２−ＨＰ１
その後、クリップ部３０にて、クリップが行われる。ここで、図１３は、クリップ部の入出力関数を示すものであり、外部から設定される定数Ｙまで入力ＳＵＢをそのまま出力し、Ｙ以上の値はＹにクリップする。その後、乗算器３１において、１／Ｙが乗算され、乗算器３１の出力ＣＬｏｕｔは次式となる。
ＣＬｏｕｔ＝（ＨＰ２−ＨＰ１）／Ｙ（Ｙ＜ＳＵＢ）（式５）
ＣＬｏｕｔ＝１（Ｙ＞＝ＳＵＢ）（式６）
乗算器３２には、上記ＣＬｏｕｔと乗算器２７の出力が入力され、乗算した結果を減算器２６で遅延部の出力から減算し、ローパスフィルタ部出ＬＰｏｕｔを求める。
【００６６】
ここで、図１２の斜線で示す領域は定数Ｙによって決定される。ＣＬｏｕｔが（式５）を満たす場合には、入力信号が斜線で示す領域にあることを示しており、乗算器３２にて、１以下の係数が乗算器２７の出力に乗じられる。結果、減算器２６にて減算される信号が減少することになり、つまり、クリップ処理の出力である折線Ｃに近づくことになる。また、ＣＬｏｕｔが（式６）を満たす場合には、補正範囲内の斜線外にあることを示しており、実施の形態３と同等の出力が得られる。
【００６７】
以上のように、本実施の形態によれば境界スムーザ部を設けることにより、補正範囲と補正範囲外の境界付近における不連続性を解消し、それによる画質の劣化を抑制することができる。
【００６８】
ここで、非線形処理としてクリップ処理を用いて説明を行ったが、ニー圧縮処理や、ガンマ処理等の同様に高調波を発生する処理においても本発明は適応できる。
【００６９】
また、ラインメモリを用い垂直映像信号処理に適応することで、垂直映像信号の折り返し歪の発生を抑えることができる。
なお、乗算器２７、３１は、ビットシフト回路でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明にかかるディジタル信号処理装置は、非線形ディジタル信号処理による折り返し歪の抑制が必要な、ディジタル信号処理等の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるディジタル信号処理装置の構成図
【図２】本発明における第一の高域成分検出部、および、第二の高域成分検出部の構成図
【図３】本発明の実施の形態１におけるローパスフィルタの構成図
【図４】本発明の動作原理図
【図５】本発明の実施の形態１、および実施の形態２における動作原理図
【図６】本発明における遅延部の構成図
【図７】本発明の実施の形態２におけるディジタル信号処理装置の構成図
【図８】本発明の実施の形態３におけるディジタル信号処理装置の構成図
【図９】本発明の実施の形態３における動作原理図
【図１０】本発明の実施の形態４におけるディジタル信号処理装置の構成図
【図１１】本発明の実施の形態４における動作原理図
【図１２】本発明の実施の形態４における動作原理図
【図１３】本発明の実施の形態４におけるクリップ回路の動作原理図
【図１４】一般のディジタルカメラ信号処理の構成図
【図１５】サンプリング定理の原理図
【図１６】アナログフィルタの周波数特性図
【図１７】ニー圧縮処理の入出力関数図
【図１８】クリップ処理の入出力関数図
【図１９】クリップ処理による折り返り歪の説明図
【図２０】従来のディジタル映像信号処理装置を示す図
【符号の説明】
【００７２】
１  非線型処理部
２  第一の高域成分検出部
３  第二の高域成分検出部
４、５  絶対値演算部
６  比較部
７  ローパスフィルタ
８  遅延部
９  セレクタ
１０、１１  遅延素子
１２〜１４  乗算器
１５〜１６  加算器
１７〜１８  遅延素子
１９〜２１  乗算器
２２〜２３  加算器
２４  乗算器
２５  乗算器
２６  減算器
２７  乗算器
２８  ローパスフィルタ部
２９  減算器
３０  クリップ部
３１  乗算器
３２  乗算器
３３  境界スムーザ部
４０〜４２  撮像素子
４３〜４５  アナログローパスフィルタ
４６〜４８  ＡＤ変換器
４９〜５１  ディジタル信号処理部
５２〜５４  ＤＡ変換器
６１〜６３  撮像素子
６４〜６６  アナログ信号処理回路
６７〜６９  Ａ−Ｄ変換器
７０  マトリクス回路
７１  輪郭強調回路
７２  輪郭強調信号
７３〜７５  加算回路
７６〜７８  ガンマ補正回路
７９〜８１  信号レベル制限回路
８８〜９０  クリップ回路
９１〜９３  ローパスフィルタ
９４〜９６  データ間引き回路
９７〜９９  出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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