(57)【要約】【課題】  画素値の変化が急峻なエッジを正確に保持した状態で、エッジ以外の部分を平滑化するフィルタリング処理において、コントラスト補正の変動を抑え、かつ、回路規模を縮小する。【解決手段】  遅延部８１は、入力信号を元に、５種類のタップを生成する。制御部９１乃至９８は、それぞれ、遅延部８１から入力される各タップに基づいて制御信号Ｃ１乃至Ｃ５を生成する。LPF合成部８２は、制御信号Ｃ１に基づき、インターバル１６のタップを処理する。LPF合成部８４は、制御信号Ｃ２に基づき、インターバル８のタップを処理する。LPF合成部８６は、制御信号Ｃ３に基づき、インターバル４のタップを処理する。LPF合成部８８は、制御信号Ｃ４に基づき、インターバル２のタップを処理する。LPF合成部９０は、制御信号Ｃ５に基づき、インターバル１のタップを処理する。本発明は、テレビジョン受像機等に適用ができる。【選択図】図３０
2005328162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に配置されている入力信号のレベルを調整する信号処理装置において、
連続的に配置されている前記入力信号を、順次、注目信号に指定し、前記入力信号のなかから前記注目信号を基準として所定の間隔毎に複数の近傍信号を指定し、前記注目信号と前記近傍信号から成る、異なる複数のタップを生成する第１のタップ生成手段と、
前記第１のタップ生成手段によって生成された前記タップに基づき、重み付け係数を算出する複数の算出手段と、
タップを構成する注目信号と複数の近傍信号を、異なる複数の係数組を用いて加重平均することにより複数の平滑化信号を演算し、前記算出手段によって算出された前記重み付け係数に従い、演算した前記複数の平滑化信号を合成する複数の演算手段と、
前記算出手段によって算出された前記重み付け係数の前記演算手段に対する供給を遅延する遅延手段と、
前記演算手段の出力信号を、順次、注目信号に指定し、前記出力信号のなかから前記注目信号を基準として所定の間隔毎に複数の近傍信号を指定し、前記注目信号と前記近傍信号から成るタップを生成する第２のタップ生成手段と
を含むことを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記入力信号は、画像を構成する画素の画素値である
ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記第１および第２のタップ生成手段は、複数のフリップフロップ回路から構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
連続的に配置されている入力信号のレベルを調整するための信号処理方法において、
連続的に配置されている前記入力信号を、順次、注目信号に指定し、前記入力信号のなかから前記注目信号を基準として所定の間隔毎に複数の近傍信号を指定し、前記注目信号と前記近傍信号から成る、異なる複数のタップを生成する第１のタップ生成ステップと、
前記第１のタップ生成ステップの処理で生成された前記タップに基づき、重み付け係数を算出する複数の算出ステップと、
タップを構成する注目信号と複数の近傍信号を、異なる複数の係数組を用いて加重平均することにより複数の平滑化信号を演算し、前記算出ステップの処理で算出された前記重み付け係数に従い、演算した前記複数の平滑化信号を合成する複数の演算ステップと、
前記算出ステップの処理で算出された前記重み付け係数の前記演算ステップに対する供給を遅延する遅延ステップと、
前記演算ステップの処理での出力信号を、順次、注目信号に指定し、前記出力信号のなかから前記注目信号を基準として所定の間隔毎に複数の近傍信号を指定し、前記注目信号と前記近傍信号から成るタップを生成する第２のタップ生成ステップと
を含むことを特徴とする信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置および方法に関し、例えば、画像の中のエッジを強調し過ぎることなく、エッジに囲まれた内部のテクスチャを強調する場合に用いて好適な信号処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオカメラにおいては、CCD(Charge Coupled Device)，CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の撮像素子を用いて撮像された画像のコントラスト（明暗の差）および鮮鋭度（境界の明確さ）を向上させる方法として、階調変換によるコントラスト強調方法、画像中の高域成分のコントラストを強調する高域成分強調方法等が考えられている。
【０００３】
コントラスト強調方法としては、画像の各画素に対して、その画素レベルを所定の入出力関係を持つ関数（以下、これをレベル変換関数と称する）で変換するトーンカーブ調整や、画素レベルの頻度分布に応じてレベル変換関数を適応的に変化させるヒストグラムイコライゼーションと呼ばれる方法が提案されている。
【０００４】
高域成分強調方法としては、画像内の人物や物体の輪郭（エッジ）を抽出し、抽出したエッジを強調する、いわゆる輪郭強調を行うアンシャープマスクと呼ばれる方法が提案されている。
【０００５】
しかしながら、コントラスト強調方法においては、画像の全ダイナミックレンジ（最大レベルと最小レベルの差）のうち、一部の輝度域しかコントラストを向上させることができない問題があり、これに加えて、トーンカーブ調整の場合には画像の最明部と最暗部において、またヒストグラムイコライゼーションの場合には頻度分布の少ない輝度域付近において、逆にコントラストが低下するという問題があった。
【０００６】
高域成分強調方法においては、画像の高域成分のコントラストのみが強調されるので、画像のエッジ付近が不自然に目立ってしまい、画質の劣化を避けることがでいないという問題があった。
【０００７】
このような問題を解決する方法として、従来、図１に示すように構成される画像信号処理装置により、入力画像データのうち、画素値の変化が急峻なエッジを保存した状態で当該エッジ以外の部分を増幅することにより、エッジ以外の部分を強調する方法が存在する（例えば、特許文献１）。
【０００８】
図１に示された画像信号処理装置において、入力された画像信号は、εフィルタ１、および減算部２に入力される。εフィルタ１は、図２Ａに示されるような急峻なエッジを挟んで僅かに変動する画像信号を入力とし、図２Ｂに示されるようにエッジのみが抽出された（エッジ以外の部分が平滑化された）画像信号に変換して、減算部２および加算部４に出力する。ここで図２は、横軸は連続して配置された画素の配置、縦軸は各画素値を示している。
【０００９】
εフィルタ１の具体的な処理について、図３および図４を参照して説明する。εフィルタ１は、入力画像の各画素を順次、注目画素Ｃに決定し、図３に示すように、注目画素Ｃを中心として水平方向に連続する複数の近傍画素（いまの場合、６画素Ｌ３，Ｌ２，Ｌ１，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）からなるタップを設定し、次式（１）のように、注目画素Ｃおよび複数の近傍画素の画素値を、所定のタップ係数（例えば、｛１，２，３，４，３，２，１｝）用いて加重平均して、注目画素Ｃに対応する変換結果Ｃ’として出力する。
Ｃ’＝（１・Ｌ３＋２・Ｌ２＋３・Ｌ１＋４・Ｃ
＋３・Ｒ１＋２・Ｒ２＋１・Ｒ３）／１６                  …（１）
【００１０】
ただし、図４に示すように、注目画素Ｃとの画素値の差が、所定の閾値ε以上である近傍画素（図４の場合、近傍画素Ｒ２，Ｒ３）については、その画素値を注目画素Ｃのものと置換して計算するようにする。すなわち、図４の場合、次式（２）が計算される。
Ｃ’＝（１・Ｌ３＋２・Ｌ２＋３・Ｌ１＋４・Ｃ
＋３・Ｒ１＋２・Ｃ＋１・Ｃ）／１６                      …（２）
【００１１】
図１に戻る。減算部２は、前段から入力される画像信号（εフィルタ１に対する入力と同一のもの）から、εフィルタ１から入力される画像信号を減算することにより、エッジ以外の僅かに変動している画像信号を抽出して増幅部３に出力する。増幅部３は、減算部２の出力を増幅して加算部４に出力する。加算部４は、増幅部３から出力されるエッジ以外の部分が増幅されている画像信号と、εフィルタ１から入力されるエッジのみが抽出された画像信号を加算する。したがって、この加算結果は、急峻なエッジが保持された状態で当該エッジ以外の部分が増幅されている画像信号となっており、これが当該画像処理装置の出力信号とされる。
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−２９８６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、図１に示された画像信号処理装置のεフィルタ１では、所定の閾値εが１００であって、例えば、図５に示されるように、画素値が急峻に変化するエッジの画像信号が入力された場合、当該エッジの高さが１００以上であれば、εフィルタ１から出力される画像信号は、図６に示すように、エッジの形状が保持されるが、当該エッジの高さが閾値εよりも僅かでも小さい場合（例えば、エッジの高さが９９の場合）、εフィルタ１から出力される画像信号は、図７に示すように、エッジの形状が保持されず、鈍ったものとなる。なお、図５等において、横軸は画素の配置、縦軸は画素値を示している。
【００１４】
また、例えば、図８に示されるような形状のエッジの画像信号が入力された場合、当該エッジの高さが１００以上であれば、εフィルタ１から出力される画像信号は、図９に示すように、エッジの形状が保持されるが、当該エッジの高さが閾値εよりも僅かでも小さい場合（例えば、エッジの高さが９９の場合）、εフィルタ１から出力される画像信号は、図１０に示すように、エッジの形状が保持されず、平滑化されてしまう。
【００１５】
したがって、従来のεフィルタ１では、連続して入力された画像のエッジの高さが、閾値εを挟んで微少に変動した場合、フィルタリング後の画像のエッジのコントラスト補正が大きく変動してしまい、視覚的に見映えが悪くなるという課題があった。
【００１６】
また、別の観点として、上述したような画像処理を行う装置の回路規模の縮小が望まれているという課題があった。
【００１７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、画素値の変化が急峻なエッジを正確に保持した状態で、エッジ以外の部分を平滑化するフィルタリング処理において、エッジのコントラスト補正の変動を抑えることができ、かつ、回路規模を縮小できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の信号処理装置は、連続的に配置されている入力信号を、順次、注目信号に指定し、入力信号のなかから注目信号を基準として所定の間隔毎に複数の近傍信号を指定し、注目信号と近傍信号から成る、異なる複数のタップを生成する第１のタップ生成手段と、第１のタップ生成手段によって生成されたタップに基づき、重み付け係数を算出する複数の算出手段と、タップを構成する注目信号と複数の近傍信号を、異なる複数の係数組を用いて加重平均することにより複数の平滑化信号を演算し、算出手段によって算出された重み付け係数に従い、演算した複数の平滑化信号を合成する複数の演算手段と、算出手段によって算出された重み付け係数の演算手段に対する供給を遅延する遅延手段と、演算手段の出力信号を、順次、注目信号に指定し、出力信号のなかから注目信号を基準として所定の間隔毎に複数の近傍信号を指定し、注目信号と近傍信号から成るタップを生成する第２のタップ生成手段とを含むことを特徴とする。
【００１９】
前記入力信号は、画像を構成する画素の画素値とすることができる。
【００２０】
前記第１および第２のタップ生成手段は、フリップフロップ回路から構成されるようにすることができる。
【００２１】
本発明の信号処理方法は、連続的に配置されている入力信号を、順次、注目信号に指定し、入力信号のなかから注目信号を基準として所定の間隔毎に複数の近傍信号を指定し、注目信号と近傍信号から成る、異なる複数のタップを生成する第１のタップ生成ステップと、第１のタップ生成ステップの処理で生成されたタップに基づき、重み付け係数を算出する複数の算出ステップと、タップを構成する注目信号と複数の近傍信号を、異なる複数の係数組を用いて加重平均することにより複数の平滑化信号を演算し、算出ステップの処理で算出された重み付け係数に従い、演算した複数の平滑化信号を合成する複数の演算ステップと、算出ステップの処理で算出された重み付け係数の演算ステップに対する供給を遅延する遅延ステップと、演算ステップの処理での出力信号を、順次、注目信号に指定し、出力信号のなかから注目信号を基準として所定の間隔毎に複数の近傍信号を指定し、注目信号と近傍信号から成るタップを生成する第２のタップ生成ステップとを含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明の信号処理装置および方法においては、連続的に配置されている入力信号から、異なる複数のタップが生成され、生成されたタップに基づき、重み付け係数が算出され、タップを構成する注目信号と複数の近傍信号から複数の平滑化信号が演算され、算出された重み付け係数に従い、演算された複数の平滑化信号が合成される。また、演算の処理での出力信号からタップが生成される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、画素値の変化が急峻なエッジを正確に保持した状態で、エッジ以外の部分を平滑化するフィルタリング処理において、エッジのコントラスト補正の変動を抑えることができ、かつ、回路規模を縮小することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする具体例が、発明の実施の形態に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、構成要件に対応するものとして、ここには記載されていない具体例があったとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、具体例が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００２５】
さらに、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加されたりする発明の存在を否定するものではない。
【００２６】
請求項１に記載の信号処理装置（例えば、図３０の非線形フィルタ８０）は、連続的に配置されている入力信号を、順次、注目信号に指定し、入力信号のなかから注目信号を基準として所定の間隔毎に複数の近傍信号を指定し、注目信号と近傍信号から成る、異なる複数のタップ（インターバル１６，８，４，２，１の５種類のタップ）を生成する第１のタップ生成手段（例えば、図３０の遅延部８１）と、第１のタップ生成手段によって生成されたタップに基づき、重み付け係数を算出する複数の算出手段（例えば、図３０の制御部９１，９２，９４，９６，９８）と、タップを構成する注目信号と複数の近傍信号を、異なる複数の係数組を用いて加重平均することにより複数の平滑化信号を演算し、算出手段によって算出された重み付け係数に従い、演算した複数の平滑化信号を合成する複数の演算手段（例えば、図３０のLPF合成部８２，８４，８６，８８，９０）と、算出手段によって算出された重み付け係数の演算手段に対する供給を遅延する遅延手段（例えば、図３０の遅延部９３）と、演算手段の出力信号を、順次、注目信号に指定し、出力信号のなかから注目信号を基準として所定の間隔毎に複数の近傍信号を指定し、注目信号と近傍信号から成るタップ（インターバル８のタップ）を生成する第２のタップ生成手段（例えば、図３０の遅延部８３）とを含むことを特徴とする。
【００２７】
請求項４に記載の信号処理方法は、連続的に配置されている入力信号を、順次、注目信号に指定し、入力信号のなかから注目信号を基準として所定の間隔毎に複数の近傍信号を指定し、注目信号と近傍信号から成る、異なる複数のタップ（インターバル１６，８，４，２，１の５種類のタップ）を生成する第１のタップ生成ステップ（例えば、図３１のステップＳ１１）と、第１のタップ生成ステップの処理で生成されたタップに基づき、重み付け係数を算出する複数の算出ステップ（例えば、図３１のステップＳ１３）と、タップを構成する注目信号と複数の近傍信号を、異なる複数の係数組を用いて加重平均することにより複数の平滑化信号を演算し、算出ステップの処理で算出された重み付け係数に従い、演算した複数の平滑化信号を合成する複数の演算ステップ（例えば、図３１のステップＳ１４）と、算出ステップの処理で算出された重み付け係数の演算ステップに対する供給を遅延する遅延ステップ（例えば、図３１のステップＳ１３）と、演算ステップの処理での出力信号を、順次、注目信号に指定し、出力信号のなかから注目信号を基準として所定の間隔毎に複数の近傍信号を指定し、注目信号と近傍信号から成るタップ（インターバル８のタップ）を生成する第２のタップ生成ステップ（例えば、図３１のステップＳ１５）とを含むことを特徴とする。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１１は、非線形フィルタの構成例を示している。この非線形フィルタ１１は、図１に示された画像信号処理装置のεフィルタ１と置換して用いるものであり、連続して入力された画像の画像信号に含まれるエッジの高さが、所定の閾値を挟んで微少に変動していた場合、エッジの補正も緩やかに変動するようにするものである。より具体的には、画像信号に含まれる画素値のエッジの高さが、所定の閾値ε１よりも小さくなったとしても、閾値ε２（ε２＜ε１）よりも小さくなるまでは、変換後の画像信号に含まれるエッジの変動を緩やかにするものである。
【００２９】
非線形フィルタ１１は、制御信号発生部１２、LPF(Low Pass Filter)１３、および合成部１４から構成される。
【００３０】
制御信号発生部１２は、上段から入力される、ラスター順の画素の画素値から成る画像信号に、例えば、図１２に示すような注目画素Ｃを中心として左右に間隔無しで隣接する５画素Ｌ２，Ｌ１，Ｃ，Ｒ１，Ｒ２からなるタップ（すなわち、インターバル１のタップ）を設定し、タップに基づいて重み付け係数ｗ１，ｗ３を発生し、制御信号として合成部１４に出力する。以下、タップを構成する画素Ｌ２，Ｌ１，Ｃ，Ｒ１，Ｒ２の画素値も、適宜、画素値Ｌ２，Ｌ１，Ｃ，Ｒ１，Ｒ２と記述する。また、タップを構成する画素のうち、注目画素以外のものを近傍画素と記述する。
【００３１】
LPF１３は、制御信号発生部１２と同様のタップを設定し、タップに含まれる５画素の画素値を３種類のタップ係数を用いて加重平均し、３種類の平滑化信号Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５を演算する。合成部１４は、制御信号発生部１２により発生される制御信号に従って平滑化信号Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５を合成する。
【００３２】
図１３は、LPF１３において用いられるタップ係数の一例を示している。平滑化信号Ｆ１が演算される場合、次式（３）に示されるように、タップ係数｛０，０，１，０，０｝が用いられる。
Ｆ１＝（０・Ｌ２＋０・Ｌ１＋１・Ｃ＋０・Ｒ１＋０・Ｒ２）／１    …（３）
【００３３】
平滑化信号Ｆ３が演算される場合、次式（４）に示されるように、タップ係数｛０，１，２，１，０｝が用いられる。
Ｆ３＝（０・Ｌ２＋１・Ｌ１＋２・Ｃ＋１・Ｒ１＋０・Ｒ２）／４    …（４）
【００３４】
平滑化信号Ｆ５が演算される場合、次式（５）に示されるように、タップ係数｛１，２，２，２，１｝が用いられる。
Ｆ５＝（１・Ｌ２＋２・Ｌ１＋２・Ｃ＋２・Ｒ１＋１・Ｒ２）／８    …（５）
【００３５】
次に、非線形フィルタ１１の動作について、図１４のフローチャートを参照して説明する。
【００３６】
ステップＳ１において、制御信号発生部１２は、入力されたラスター順の画素を、順次、１画素ずつ注目画素Ｃに決定する。ステップＳ２において、制御信号発生部１２は、図１２に示されたように、注目画素Ｃを中心として左右に間隔無しで隣接する画素Ｌ２，Ｌ１，Ｃ，Ｒ１，Ｒ２からなるタップを設定する。以下、タップに含まれる画素Ｌ２，Ｌ１，Ｒ１，Ｒ２を、近傍画素Ｌ２，Ｌ１，Ｒ１，Ｒ２と記述する。
【００３７】
ステップＳ３において、LPF１３は、制御信号発生部１２と同様にタップを設定し、タップの画素Ｌ２，Ｌ１，Ｃ，Ｒ１，Ｒ２を、式（１）乃至（３）を用いて加重平均し、その結果得られる平滑化信号Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５を、合成部１４に出力する。
【００３８】
ステップＳ４において、制御信号発生部１２は、注目画素Ｃと各近傍画素Ｌ２，Ｌ１，Ｒ１，Ｒ２との画素値の差｜Ｌ２−Ｃ｜，｜Ｌ１−Ｃ｜，｜Ｒ１−Ｃ｜，｜Ｒ２−Ｃ｜を演算する。
【００３９】
ステップＳ５において、制御信号発生部１２は、ステップＳ４の処理で算出した差に基づき、合成部１４において用いられる重み付け係数ｗ１，ｗ３を算出する。具体的は、注目画素Ｃと、注目画素Ｃを中心として対称の位置にある近傍画素Ｌ１，Ｒ１との画素値の差｜Ｌ１−Ｃ｜，｜Ｒ１−Ｃ｜のうち、大きい方を変数ｄ１に代入し、図１５に示すように、変数ｄ１に従って重み付け係数ｗ１を算出する。
ｄ１＝MAX［｜Ｌ１−Ｃ｜，｜Ｒ１−Ｃ｜］
ｄ１＜ε２である場合、      ｗ１＝０
ε２≦ｄ１＜ε１である場合、ｗ１＝（ｄ１−ε２）／（ε１−ε２）
ε１≦ｄ１である場合、      ｗ１＝１
【００４０】
同様に、注目画素Ｃと、注目画素Ｃを中心として対称の位置にある近傍画素Ｌ２，Ｒ２との画素値の差｜Ｌ２−Ｃ｜，｜Ｒ２−Ｃ｜のうち、大きい方を変数ｄ２に代入し、変数ｄ２に従って重み付け係数ｗ３を算出する。
ｄ２＝MAX［｜Ｌ２−Ｃ｜，｜Ｒ２−Ｃ｜］
ｄ２＜ε２である場合、      ｗ３＝０
ε２≦ｄ２＜ε１である場合、ｗ３＝（ｄ２−ε２）／（ε１−ε２）
ε１≦ｄ２である場合、      ｗ３＝１
【００４１】
このようにして算出された重み付け係数ｗ１，ｗ３は、制御信号として合成部１４に出力される。ステップＳ６において、合成部１４は、LPF１３により演算された平滑化信号Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５を、制御信号発生部１２により算出された重み付け係数ｗ１，ｗ３を用い、次式（６）に従って合成して、注目画素Ｃのフィルタリング後の値Ｃ’として出力する。
Ｃ’＝ｗ１・Ｆ１＋（１−ｗ１）・ｗ３・Ｆ３
＋（１−ｗ１）・（１−ｗ３）・Ｆ５                      …（６）
以上で非線形フィルタ１１の動作の説明を終了する。
【００４２】
この非線形フィルタ１１によれば、例えば、閾値ε１が１００、閾値ε２が７０であって、図５に示されたように、画素値が急峻に変化するエッジの画像信号が入力された場合、当該エッジの高さが閾値ε１以上の１００であれば、非線形フィルタ１１から出力される画像信号は、図１６に示すように、エッジの形状が保持されたものとなり、当該エッジの高さが閾値ε１より小さい９０，８０となっても、非線形フィルタ１１から出力される画像信号は、図１７、図１８に示すように、エッジの形状は著しく鈍ること無く、若干変化しただけで保持される。さらに、当該エッジの高さが徐々に小さくなるに従い、非線形フィルタ１１から出力される画像信号は、エッジの形状が徐々に変化し、当該エッジの高さが閾値ε２と等しい７０となった段階で、非線形フィルタ１１から出力される画像信号のエッジの形状は、図１９に示す程度となる。
【００４３】
図１９と、従来のεフィルタ１の出力を示した図７を比較して明らかなように、従来のεフィルタ１では、入力される画像信号のエッジの高さが、閾値ε＝１００よりも僅かに小さい９９であっても、図７に示されたように、フィルタリング後のエッジの形状は大きく変化してしまったが、本発明を適用した非線形フィルタ１１では、入力される画像信号のエッジの高さが、閾値ε１より小さくなっても、閾値ε２までの間では、フィルタリング後のエッジの形状は緩やかに変化することになる。
【００４４】
次に、図２０は、非線形フィルタの他の構成例を示している。この非線形フィルタ２１は、図１に示された画像信号処理装置のεフィルタ１と置換して用いるものであり、インターバル４の５画素から成るタップを設定してフィルタリング処理を行う狭帯域処理部２２、狭帯域処理部２２の出力に対してインターバル２の５画素のタップを設定してフィルタリング処理を行う中帯域処理部２６、中帯域処理部２６の出力に対してインターバル１の５画素のタップを設定してフィルタリング処理を行う広帯域処理部３０、入力信号を狭帯域処理部２２における処理時間だけ遅延する遅延部３４、および入力信号を中帯域処理部２６における処理時間だけ遅延する遅延部３５から構成される。
【００４５】
インターバル４のタップは、図２１に示すように、水平方向に配置された画素列のうち、注目画素Ｃを基準として３画素間隔で近傍画素が決定される。すなわち、注目画素Ｃの左側の８番目の画素ｌ８、４番目の画素ｌ４、右側の４番目の画素ｒ４、および８番目の画素ｒ８が、それぞれ近傍画素Ｌ２，Ｌ１，Ｒ１，Ｒ２とされる。
【００４６】
インターバル２のタップは、図２２に示すように、水平方向に配置された画素列のうち、注目画素Ｃを基準として１画素間隔で近傍画素が決定される。すなわち、左側の４番目の画素ｌ４、２番目の画素ｌ２、右側の２番目の画素ｒ２、および４番目の画素ｒ４が、それぞれ近傍画素Ｌ２，Ｌ１，Ｒ１，Ｒ２とされる。
【００４７】
インターバル１のタップは、図２３に示すように、水平方向に配置された画素列のうち、注目画素Ｃを基準として間隔無しで近傍画素が決定される。すなわち、左側の２番目の画素ｌ２、１番目の画素ｌ１、右側の１番目の画素ｒ１、および２番目の画素の画素ｒ２が、それぞれ近傍画素Ｌ２，Ｌ１，Ｒ１，Ｒ２とされる。
【００４８】
図２０に戻る。狭帯域処理部２２は、図１１に示された非線形フィルタ１１と同様に構成される。すなわち、狭帯域処理部２２の制御信号発生部２３、LPF２４、および合成部２５が、それぞれ非線形フィルタ１１の制御信号発生部１２、LPF１３、および合成部１４に相当する。狭帯域処理部２２の非線形フィルタ１１に対する相違点は、非線形フィルタ１１が、図１２に示されたインターバル１のタップを処理することに対して、狭帯域処理部２２では図２１に示されたインターバル４のタップを処理することと、制御信号発生部２３が、タップ以外の画素を用いて制御信号を生成することである（詳細は後述する）。
【００４９】
中帯域処理部２６も、図１１に示された非線形フィルタ１１と同様に構成される。すなわち、中帯域処理部２６の制御信号発生部２７、LPF２８、および合成部２９が、それぞれ非線形フィルタ１１の制御信号発生部１２、LPF１３、および合成部１４に相当する。中帯域処理部２６の非線形フィルタ１１に対する相違点は、図２２に示されたインターバル２のタップを処理することと、制御信号発生部２７が、タップ以外の画素を用いて制御信号を生成することである（詳細は後述する）。
【００５０】
さらに、広帯域処理部３０も、図１１に示された非線形フィルタ１１と同様に構成される。すなわち、中帯域処理部２６の制御信号発生部３１、LPF３２、および合成部３３が、それぞれ非線形フィルタ１１の制御信号発生部１２、LPF１３、および合成部１４に相当する。広帯域処理部３０は、非線形フィルタ１１と同様に、図２３に示されたインターバル１のタップを処理する。
【００５１】
図２４は、狭帯域処理部２２のLPF２４、中帯域処理部２６のLPF２８、および広帯域処理部３０のLPF３２において用いられるタップ係数の一例を示している。
【００５２】
LPF２４において、インターバル４のタップが設定され、平滑化信号Ｆ１１が演算されるとき、式（３）と同様に、タップ係数｛０，０，１，０，０｝が用いられる。この演算は、従来のεフィルタ１において、注目画素を中心として間隔無しで隣接する１７画素からなるタップが設定され、タップ係数｛０，０，０，０，０，０，０，０，１，０，０，０，０，０，０，０，０｝を用いて加重平均することに相当する。
【００５３】
LPF２４において、インターバル４のタップが設定され、平滑化信号Ｆ１３が演算されるとき、式（４）と同様に、タップ係数｛０，１，２，１，０｝が用いられる。この演算は、従来のεフィルタ１において、注目画素を中心として間隔無しで隣接する１７画素からなるタップが設定され、タップ係数｛０，０，０，０，１，０，０，０，２，０，０，０，１，０，０，０，０｝を用いて加重平均することに相当する。
【００５４】
LPF２４において、インターバル４のタップが設定され、平滑化信号Ｆ１５が演算されるとき、式（５）と同様に、タップ係数｛１，２，２，２，１｝が用いられる。この演算は、従来のεフィルタ１において、注目画素を中心として間隔無しで隣接する１７画素からなるタップが設定され、タップ係数｛１，０，０，０，２，０，０，０，２，０，０，０，２，０，０，０，１｝を用いて加重平均することに相当する。
【００５５】
LPF２８において、インターバル２のタップが設定され、平滑化信号Ｆ２１が演算されるとき、式（３）と同様に、タップ係数｛０，０，１，０，０｝が用いられる。この演算は、従来のεフィルタ１において、注目画素を中心として間隔無しで隣接する９画素からなるタップが設定され、タップ係数｛０，０，０，０，１，０，０，０，０｝を用いて加重平均することに相当する。
【００５６】
LPF２８において、インターバル２のタップが設定され、平滑化信号Ｆ２３が演算されるとき、式（４）と同様に、タップ係数｛０，１，２，１，０｝が用いられる。この演算は、従来のεフィルタ１において、注目画素を中心として間隔無しで隣接する９画素からなるタップが設定され、タップ係数｛０，０，１，０，２，０，１，０，０｝を用いて加重平均することに相当する。
【００５７】
LPF２８において、インターバル２のタップが設定され、平滑化信号Ｆ２５が演算されるとき、式（５）と同様に、タップ係数｛１，２，２，２，１｝が用いられる。この演算は、従来のεフィルタ１において、注目画素を中心として間隔無しで隣接する９画素からなるタップが設定され、タップ係数｛１，０，２，０，２，０，２，０，１｝を用いて加重平均することに相当する。
【００５８】
LPF３２において、インターバル１のタップが設定され、平滑化信号Ｆ３１が演算されるとき、式（３）と同様に、タップ係数｛０，０，１，０，０｝が用いられる。
【００５９】
LPF３２において、インターバル１のタップが設定され、平滑化信号Ｆ３３が演算されるとき、式（４）と同様に、タップ係数｛０，１，２，１，０｝が用いられる。
【００６０】
LPF３２において、インターバル１のタップが設定され、平滑化信号Ｆ３５が演算されるとき、式（５）と同様に、タップ係数｛１，２，２，２，１｝が用いられる。
【００６１】
次に、非線形フィルタ２１の動作について説明する。まず、狭帯域処理部２２のフィルタリング処理について、図１４のフローチャートを流用して説明する。
【００６２】
ステップＳ１において、制御信号発生部２３は、入力された画像信号を構成するラスター順の画素を、順次、１画素ずつ注目画素Ｃに決定する。ステップＳ２において、制御信号発生部２３は、図２１に示されたように、注目画素Ｃを中心とするインターバル４のタップを設定する。
【００６３】
ステップＳ３において、LPF２４は、制御信号発生部２３と同様にタップを設定し、タップの画素Ｌ２，Ｌ１，Ｃ，Ｒ１，Ｒ２を、式（１）乃至（３）を用いて加重平均し、その結果得られる平滑化信号Ｆ１１，Ｆ１３，Ｆ１５を、合成部２５に出力する。
【００６４】
ステップＳ４において、制御信号発生部２３は、注目画素Ｃと各近傍画素Ｌ２，Ｌ１，Ｒ１，Ｒ２との画素値の差｜Ｌ２−Ｃ｜，｜Ｌ１−Ｃ｜，｜Ｒ１−Ｃ｜，｜Ｒ２−Ｃ｜を演算する。さらに、制御信号発生部２３は、注目画素Ｃと、近傍画素Ｌ２，Ｒ２よりも注目画素Ｃ側に位置していてタップには含まれない画素ｌ７，ｌ６，ｌ５，ｌ３，ｌ２，ｌ１，ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ５，ｒ６，ｒ７との画素値の差｜ｌ７−Ｃ｜，｜ｌ６−Ｃ｜，｜ｌ５−Ｃ｜，｜ｌ３−Ｃ｜，｜ｌ２−Ｃ｜，｜ｌ１−Ｃ｜，｜ｒ１−Ｃ｜，｜ｒ２−Ｃ｜，｜ｒ３−Ｃ｜，｜ｒ５−Ｃ｜，｜ｒ６−Ｃ｜，｜ｒ７−Ｃ｜を演算する。
【００６５】
ステップＳ５において、制御信号発生部２３は、ステップＳ４の処理で算出した差に基づき、合成部２５において用いられる重み付け係数ｗ１，ｗ３を算出する。
【００６６】
具体的は、注目画素Ｃと、注目画素Ｃを中心として対称の位置にある近傍画素Ｌ１，Ｒ１よりも注目画素Ｃ側に位置する画素の画素値の差｜Ｌ１−Ｃ｜，｜ｌ３−Ｃ｜，｜ｌ２−Ｃ｜，｜ｌ１−Ｃ｜，｜ｒ１−Ｃ｜，｜ｒ２−Ｃ｜，｜ｒ３−Ｃ｜，｜Ｒ１−Ｃ｜のうち、最大のものを変数ｄ１に代入し、図１５に示されたように、変数ｄ１に従って重み付け係数ｗ１を算出する。
ｄ１＝MAX［｜Ｌ１−Ｃ｜，｜ｌ３−Ｃ｜，｜ｌ２−Ｃ｜，｜ｌ１−Ｃ｜
，｜ｒ１−Ｃ｜，｜ｒ２−Ｃ｜，｜ｒ３−Ｃ｜，｜Ｒ１−Ｃ｜］
ｄ１＜ε２である場合、      ｗ１＝０
ε２≦ｄ１＜ε１である場合、ｗ１＝（ｄ１−ε２）／（ε１−ε２）
ε１≦ｄ１である場合、      ｗ１＝１
【００６７】
同様に、注目画素Ｃと、注目画素Ｃを中心として対称の位置にある近傍画素Ｌ２，Ｒ２よりも注目画素Ｃ側に位置する画素の画素値の差｜Ｌ２−Ｃ｜，｜ｌ７−Ｃ｜，｜ｌ６−Ｃ｜，｜ｌ５−Ｃ｜，｜ｒ５−Ｃ｜，｜ｒ６−Ｃ｜，｜ｒ７−Ｃ｜，｜Ｒ２−Ｃ｜のうち、最大のものを変数ｄ２に代入し、変数ｄ２に従って重み付け係数ｗ３を算出する。
ｄ２＝MAX［｜Ｌ２−Ｃ｜，｜ｌ７−Ｃ｜，｜ｌ６−Ｃ｜，｜ｌ５−Ｃ｜
，｜ｒ５−Ｃ｜，｜ｒ６−Ｃ｜，｜ｒ７−Ｃ｜，｜Ｒ２−Ｃ｜］
ｄ２＜ε２である場合、      ｗ３＝０
ε２≦ｄ２＜ε１である場合、ｗ３＝（ｄ２−ε２）／（ε１−ε２）
ε１≦ｄ２である場合、      ｗ３＝１
【００６８】
このようにして算出された重み付け係数ｗ１，ｗ３は、制御信号として合成部２５に出力される。ステップＳ６において、合成部２５は、LPF２４により演算された平滑化信号Ｆ１１，Ｆ１３，Ｆ１５を、制御信号発生部２３により算出された重み付け係数ｗ１，ｗ３を用い、式（６）に従って合成して、注目画素Ｃのフィルタリング後の値Ｃ’として、中帯域処理部２６に出力する。以上で、狭帯域処理部２２によるフィルタリング処理の説明を終了する。
【００６９】
狭帯域処理部２２から出力された画像信号は、次に、中帯域処理部２６でフィルタリング処理が施され、さらに、広帯域処理部３０でもフィルタリング処理が施されることになる。なお、中帯域処理部２６、および広帯域処理部３０におけるフィルタリング処理は、上述した狭帯域処理部２２によるフィルタリング処理と、タップのインターバルが異なることの他は同様であるので、その説明は省略する。
【００７０】
この非線形フィルタ２１によれば、例えば、閾値ε１が１００、閾値ε２が７０であって、図８に示されたように、急峻なエッジの幅がインターバル４に収まるような画像信号が入力された場合、当該エッジの高さが閾値ε１以上の１００であれば、非線形フィルタ２１から出力される画像信号は、図２５に示すように、エッジの形状がほぼ保持されたものとなり、当該エッジの高さが閾値ε１より小さい９０，８０となった場合、非線形フィルタ２１から出力される画像信号は、図２６、図２７に示すように、エッジの形状が徐々に変化したものとなる。さらに、当該エッジの高さが徐々に小さくなるに従い、非線形フィルタ２１から出力される画像信号は、エッジの形状が徐々に変化し、当該エッジの高さが閾値ε２と等しい７０となった段階で、非線形フィルタ２１から出力される画像信号のエッジの形状は、図２８に示す程度となる。
【００７１】
図２８と、従来のεフィルタ１の出力を示した図１０を比較して明らかなように、従来のεフィルタ１では、入力される画像信号のエッジの高さが、閾値ε＝１００よりも僅かに小さい９９であっても、図１０に示されたように、フィルタリング後のエッジの形状は大きく変化してしまったが、本発明を適用した非線形フィルタ２１では、入力される画像信号のエッジの高さが、閾値ε１より小さくなっても、閾値ε２までの間では、フィルタリング後のエッジの形状は緩やかに変化することになる。
【００７２】
次に、図２９は、図２０に示された３つの帯域処理部（狭帯域処理部２２、中帯域処理部２６、および広帯域処理部３０）から構成される非線形フィルタ２１を拡張し、５つの帯域処理部から構成される非線形フィルタの構成例を示している。
【００７３】
図２９の非線形フィルタ５１は、入力信号に対してインターバル１６のタップを設定してフィルタリング処理を行う最狭帯域処理部５２、入力信号に対してインターバル８のタップを設定してフィルタリング処理を行う狭帯域処理部５５、入力信号に対してインターバル４のタップを設定してフィルタリング処理を行う中帯域処理部５６、入力信号に対してインターバル２のタップを設定してフィルタリング処理を行う広帯域処理部５７、および入力信号に対してインターバル１のタップを設定してフィルタリング処理を行う最広帯域処理部５８から構成される。最狭帯域処理部５２、狭帯域処理部５５、中帯域処理部５６、広帯域処理部５７、および最広帯域処理部５８は、図２０に示された非線形フィルタ２１の狭帯域処理部２２等と同様の処理を行う。
【００７４】
さらに、非線形フィルタ５１は、入力信号を最狭帯域処理部５２における処理時間だけ遅延する遅延部５９、入力信号を最狭帯域処理部５５における処理時間だけ遅延する遅延部６０、入力信号を最狭帯域処理部５６における処理時間だけ遅延する遅延部６１、および入力信号を最狭帯域処理部５２７おける処理時間だけ遅延する遅延部６２から構成される。
【００７５】
なお、非線形フィルタ５１の中帯域処理部５６、広帯域処理部５７、および最広帯域処理部５８は、図２０に示された非線形フィルタ２１の狭帯域処理部２２、中帯域処理部２６、および広帯域処理部３０に相当する。したがって、非線形フィルタ５１は、非線形フィルタ２１に比較して、最狭帯域処理部５２および狭帯域処理部５５を設けた分だけ、より狭帯域の信号成分をフィルタリングすることが可能となる。
【００７６】
最狭帯域処理部５２は、LPF合成部５３、および制御信号発生部５４から構成される。LPF合成部５３は、ラスター順の画素の画素値から成る入力信号に基づき、インターバル１６のタップを設定し、タップに含まれる５画素の画素値を３種類のタップ係数を用いて加重平均し、３種類の平滑化信号を演算する。さらに、LPF合成部５３は、制御信号発生部５４により発生される制御信号に従って３種類の平滑化信号を合成する。制御信号発生部５４は、LPF合成部５３と同様に、インターバル１６のタップを設定し、タップに基づいて重み付け係数を発生し、制御信号としてLPF合成部５３に出力する。
【００７７】
なお、最狭帯域処理部５２と同様に、狭帯域処理部５５、中帯域処理部５６、広帯域処理部５７、および最広帯域処理部５８も、それぞれ、LPF合成部と制御信号発生部から構成されるが、その図示は省略されている。
【００７８】
次に、非線形フィルタ５１を実現するための電子回路について、特に、用いるフリップフロップ回路（以下、単にＦＦと記述する）の数について考察する。以下、非線形フィルタ５１の動作クロックに同期して入力信号が１画素分ずつ入力され、その画素値が８ビットであると仮定する。
【００７９】
一般に、インターバルＩでＰ個の画素（ｂビット）から成るタップを生成する回路は、（Ｉ×（Ｐ−１）×ｂ）個のＦＦが必要となる。
【００８０】
したがって、インターバル１６のタップが２カ所で独立して生成される最狭帯域処理部５２では、１０２４（＝１６×４×８×２）個のＦＦが必要である。同様に、インターバル８のタップが２カ所で独立して生成される狭帯域処理部５５では、５１２（＝８×４×８×２）個のＦＦが必要である。インターバル４のタップが２カ所で独立して生成される中帯域処理部５６では、２５６（＝４×４×８×２）個のＦＦが必要である。インターバル２のタップが２カ所で独立して生成される広帯域処理部５７では、１２８（＝２×４×８×２）個のＦＦが必要である。インターバル１のタップが２カ所で独立して生成される最広帯域処理部５８では、６４（＝１×４×８×２）個のＦＦが必要である。
【００８１】
遅延部５９乃至６２は、それぞれ最狭帯域処理部５２、狭帯域処理部５５、中帯域処理部５６、広帯域処理部５７、および最広帯域処理部５８での処理時間に相当するクロック数だけ入力信号を遅延するので、その遅延量は、最狭帯域処理部５２等のタップ生成に以外の処理（平滑化信号を演算して合成する処理）に要する時間をＭクロックとすれば、（（Ｉ×２＋Ｍ）×ｂ）クロックとなる。
【００８２】
したがって、Ｍ＝３とすれば、遅延部５９の遅延量は、２８０（＝（１６×２＋３）×８）クロックとなる。よって、遅延部５９では、２８０個のＦＦが必要となる。同様に、遅延部６０の遅延量は、１５２（＝（８×２＋３）×８）クロックとなる。よって、遅延部６０では、１５２個のＦＦが必要となる。遅延部６１の遅延量は、８８（＝（４×２＋３）×８）クロックとなる。よって、遅延部６１では、８８個のＦＦが必要となる。
遅延部６２の遅延量は、５６（＝（２×２＋３）×８）クロックとなる。よって、遅延部６２では、５６個のＦＦが必要となる。
【００８３】
以上の結果より、上述した仮定の下で非線形フィルタ５１を電子回路として実現した場合、少なくとも２６００（＝１０２４＋５１２＋２５６＋１２８＋６４＋２８０＋１５２＋８８＋５６＋４０）個のＦＦが必要となる。
【００８４】
次に、図３０は、本発明の一実施の形態であり、非線形フィルタ５１と同様の出力信号を得ることができる非線形フィルタであって、非線形フィルタ５１よりも少ない数のＦＦで実現可能な非線形フィルタの構成例を示している。
【００８５】
この非線形フィルタ８０において、遅延部（ＤＬ）８１は、入力信号を元に、インターバル１６の５画素から成るタップ（信号Ｓ１乃至Ｓ５）を生成してLPF合成部８２および制御部９１に出力し、インターバル８の５画素から成るタップ（信号Ｓ６乃至Ｓ１０）を生成して制御部９２に出力し、インターバル４の５画素から成るタップ（信号Ｓ１１乃至Ｓ１５）を生成して制御部９４に出力し、インターバル２の５画素から成るタップ（信号Ｓ１６乃至Ｓ２０）を生成して制御部９６に出力し、インターバル１の５画素から成るタップ（信号Ｓ２１乃至Ｓ２５）を生成して制御部９８に出力する。したがって、遅延部８１は、最大でインターバル１６の５画素から成るタップを生成するので、５１２（＝１６×４×８）個のＦＦが必要である。
【００８６】
なお、信号Ｓ１乃至Ｓ５は、入力信号に対し、それぞれ、０，１６，３２，４８，６４クロックだけ遅延されている。信号Ｓ６乃至Ｓ１０は、入力信号に対し、それぞれ、３２，４０，４８，５６，６４クロックだけ遅延されている。信号Ｓ１１乃至Ｓ１５は、入力信号に対し、それぞれ、４８，５２，５６，６０，６４クロックだけ遅延されている。信号Ｓ１６乃至Ｓ２０は、入力信号に対し、それぞれ、５６，５８，６０，６２，６４クロックだけ遅延されている。信号Ｓ２１乃至Ｓ２５は、入力信号に対し、それぞれ、６０，６１，６２，６３，６４クロックだけ遅延されている。
【００８７】
LPF合成部８２は、遅延部８１から入力されるインターバル１６の５画素から成るタップの画素値を加重平均して３種類の平滑化信号を演算し、制御部９１によって生成される制御信号Ｃ１に基づき、３種類の平滑化信号を合成し、遅延部８３に出力する。
【００８８】
遅延部８３は、LPF合成部８２の出力を元に、インターバル８の５画素から成るタップ（信号Ｓ２６を注目画素の画素値とする）を生成してLPF合成部８４に出力する。したがって、遅延部８３は、２５６（＝８×４×８）個のＦＦが必要である。
【００８９】
LPF合成部８４は、遅延部８３から入力されるインターバル８の５画素から成るタップの画素値を加重平均して３種類の平滑化信号を演算し、制御部９２で生成され、遅延部９３を介して入力される制御信号Ｃ２に基づき、３種類の平滑化信号を合成し、遅延部８５に出力する。
【００９０】
遅延部８５は、LPF合成部８４の出力を元に、インターバル４の５画素から成るタップ（信号Ｓ２７を注目画素の画素値とする）を生成してLPF合成部８６に出力する。したがって、遅延部８５は、１２８（＝４×４×８）個のＦＦが必要である。
【００９１】
LPF合成部８６は、遅延部８５から入力されるインターバル４の５画素から成るタップの画素値を加重平均して３種類の平滑化信号を演算し、制御部９４で生成され、遅延部９５を介して入力される制御信号Ｃ３に基づき、３種類の平滑化信号を合成し、遅延部８７に出力する。
【００９２】
遅延部８７は、LPF合成部８６の出力を元に、インターバル２の５画素から成るタップ（信号Ｓ２８を注目画素の画素値とする）を生成してLPF合成部８８に出力する。したがって、遅延部８７は、６４（＝２×４×８）個のＦＦが必要である。
【００９３】
LPF合成部８８は、遅延部８７から入力されるインターバル２の５画素から成るタップの画素値を加重平均して３種類の平滑化信号を演算し、制御部９６で生成され、遅延部９７を介して入力される制御信号Ｃ４に基づき、３種類の平滑化信号を合成し、遅延部８９に出力する。
【００９４】
遅延部８９は、LPF合成部８８の出力を元に、インターバル１の５画素から成るタップ（信号Ｓ２９を注目画素の画素値とする）を生成してLPF合成部９０に出力する。したがって、遅延部８９は、３２（＝１×４×８）個のＦＦが必要である。
【００９５】
LPF合成部９０は、遅延部８９から入力されるインターバル１の５画素から成るタップの画素値を加重平均して３種類の平滑化信号を演算し、制御部９８で生成され、遅延部９９を介して入力される制御信号Ｃ５に基づき、３種類の平滑化信号を合成し、これを出力信号として非線形フィルタ８０の後段に出力する。
【００９６】
制御部９１は、遅延部８１から入力されるインターバル１６の５画素から成るタップの画素値に基づいて重み付け係数を算出し、LPF合成部８２に対する制御信号Ｃ１としてLPF合成部８２に出力する。
【００９７】
制御部９２は、遅延部８１から入力されるインターバル８の５画素から成るタップの画素値に基づいて重み付け係数を算出し、LPF合成部８４に対する制御信号Ｃ２として、遅延部９３に出力する。遅延部９３は、遅延部８３からの信号Ｓ２６と、制御部９２からの制御信号Ｃ２とが同期してLPF合成部８４に入力されるように、制御部９２からの制御信号Ｃ２を遅延させる。ここで、信号Ｓ２６の入力信号に対する遅延量は、LPF合成部８２における処理時間をＭクロックとすれば、４８＋Ｍ（＝１６×２＋Ｍ＋８×２）クロックであり、制御信号Ｃ２の入力信号に対する遅延量は、信号Ｓ８と同様に４８クロックである。したがって、遅延部９３においては、Ｍクロックだけ、制御信号Ｃ２を遅延させるようにする。
【００９８】
制御部９４は、遅延部８１から入力されるインターバル４の５画素から成るタップの画素値に基づいて重み付け係数を算出し、LPF合成部８６に対する制御信号Ｃ３として、遅延部９５に出力する。遅延部９５は、遅延部８５からの信号Ｓ２７と、制御部９４からの制御信号Ｃ３とが同期してLPF合成部８６に入力されるように、制御部９４からの制御信号Ｃ３を遅延させる。ここで、信号Ｓ２７の入力信号に対する遅延量は、LPF合成部８４における処理時間をＭクロックとすれば、５６＋２Ｍ（＝１６×２＋Ｍ＋８×２＋Ｍ＋４×２）クロックであり、制御信号Ｃ３の入力信号に対する遅延量は、信号Ｓ１３と同様に５６クロックである。したがって、遅延部９５においては、２Ｍクロックだけ、制御信号Ｃ３を遅延させるようにする。
【００９９】
制御部９６は、遅延部８１から入力されるインターバル２の５画素から成るタップの画素値に基づいて重み付け係数を算出し、LPF合成部８８に対する制御信号Ｃ４として、遅延部９７に出力する。遅延部９７は、遅延部８７からの信号Ｓ２８と、制御部９６からの制御信号Ｃ４とが同期してLPF合成部８８に入力されるように、制御部９６からの制御信号Ｃ４を遅延させる。ここで、信号Ｓ２８の入力信号に対する遅延量は、LPF合成部８６における処理時間をＭクロックとすれば、６０＋３Ｍ（＝１６×２＋Ｍ＋８×２＋Ｍ＋４×２＋Ｍ＋２×２）クロックであり、制御信号Ｃ４の入力信号に対する遅延量は、信号Ｓ１８と同様に６０クロックである。したがって、遅延部９６においては、３Ｍクロックだけ、制御信号Ｃ４を遅延させるようにする。
【０１００】
制御部９８は、遅延部８１から入力されるインターバル１の５画素から成るタップの画素値に基づいて重み付け係数を算出し、LPF合成部９０に対する制御信号Ｃ５として、遅延部９９に出力する。遅延部９９は、遅延部８９からの信号Ｓ２９と、制御部９８からの制御信号Ｃ５とが同期してLPF合成部９０に入力されるように、制御部９８からの制御信号Ｃ５を遅延させる。ここで、信号Ｓ２９の入力信号に対する遅延量は、LPF合成部８８における処理時間をＭクロックとすれば、６２＋４Ｍ（＝１６×２＋Ｍ＋８×２＋Ｍ＋４×２＋Ｍ＋２×２＋Ｍ＋１×２）クロックであり、制御信号Ｃ５の入力信号に対する遅延量は、信号Ｓ２３と同様に６２クロックである。したがって、遅延部９９においては、４Ｍクロックだけ、制御信号Ｃ５を遅延させるようにする。
【０１０１】
次に、非線形フィルタ８０の動作について、図３１のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１１において、遅延部８１は、入力信号を元に、インターバル１６の５画素から成るタップ、インターバル８の５画素から成るタップ、インターバル４の５画素から成るタップ、インターバル２の５画素から成るタップ、およびインターバル１の５画素から成るタップの生成を開始し、それぞれを、LPF合成部８２および制御部９１、制御部９２、制御部９４、制御部９６、または制御部９８に出力する。
【０１０２】
ステップＳ１２において、制御部９１、制御部９２、制御部９４、制御部９６、および制御部９８は、入力されたタップに基づき、LPF合成部８２に対する制御信号Ｃ１、LPF合成部８４に対する制御信号Ｃ２、LPF合成部８６に対する制御信号Ｃ３、LPF合成部８８に対する制御信号Ｃ４、またはLPF合成部９０に対する制御信号Ｃ５を生成して後段に出力する。ステップＳ１３において、遅延部９３、遅延部９５、遅延部９７、および遅延部９９は、前段から入力された制御信号Ｃ１乃至Ｃ５の遅延を開始する。
【０１０３】
ステップＳ１４において、LPF合成部８２は、遅延部８１から入力されたインターバル１６の５画素から成るタップの画素値を加重平均して３種類の平滑化信号を演算し、制御部９１によって生成された制御信号Ｃ１に基づき、３種類の平滑化信号を合成し、遅延部８３に出力する。ステップＳ１５において、遅延部８３は、LPF合成部８２の出力を元に、インターバル８の５画素から成るタップを生成してLPF合成部８４に出力する。
【０１０４】
ステップＳ１６において、LPF合成部８４は、遅延部８３から入力されたインターバル８の５画素から成るタップの画素値を加重平均して３種類の平滑化信号を演算し、制御部９２で生成され、遅延部９３を介して入力された制御信号Ｃ２に基づき、３種類の平滑化信号を合成し、遅延部８５に出力する。ステップＳ１７において、遅延部８５は、LPF合成部８４の出力を元に、インターバル４の５画素から成るタップを生成してLPF合成部８６に出力する。
【０１０５】
ステップＳ１８において、LPF合成部８６は、遅延部８５から入力されたインターバル４の５画素から成るタップの画素値を加重平均して３種類の平滑化信号を演算し、制御部９４で生成され、遅延部９５を介して入力された制御信号Ｃ３に基づき、３種類の平滑化信号を合成し、遅延部８７に出力する。ステップＳ１９において、遅延部８７は、LPF合成部８６の出力を元に、インターバル２の５画素から成るタップを生成してLPF合成部８８に出力する。
【０１０６】
ステップＳ２０において、LPF合成部８８は、遅延部８７から入力されたインターバル２の５画素から成るタップの画素値を加重平均して３種類の平滑化信号を演算し、制御部９６で生成され、遅延部９７を介して入力される制御信号Ｃ４に基づき、３種類の平滑化信号を合成し、遅延部８９に出力する。ステップＳ２１において、遅延部８９は、LPF合成部８８の出力を元に、インターバル１の５画素から成るタップを生成してLPF合成部９０に出力する。
【０１０７】
ステップＳ２２において、LPF合成部９０は、遅延部８９から入力されたインターバル１の５画素から成るタップの画素値を加重平均して３種類の平滑化信号を演算し、制御部９８で生成され、遅延部９９を介して入力される制御信号Ｃ５に基づき、３種類の平滑化信号を合成し、これを出力信号として非線形フィルタ８０の後段に出力する。以上で、非線形フィルタ８０の動作の説明を終了する。
【０１０８】
ここで、LPF合成部８２，８４，８５，８６，８８のそれぞれにおける処理時間のＭクロックを、３クロックであると仮定し、制御信号Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５が、４ビットであると仮定すれば、遅延部９３，９５，９７，９９を実現するために、それぞれ、１２（＝３×４）、２４（＝６×４）、３６（＝９×４）、４８（＝１２×４）個のＦＦが必要となる。
【０１０９】
したがって、上述した仮定の下で、図３０の非線形フィルタ８０を電子回路として実現した場合、１１１２（＝５１２＋２５６＋１２８＋６４＋３２＋１２＋２４＋３６＋４８）個のＦＦが必要となる。
【０１１０】
このことは、非線形フィルタ８０と同等の出力信号を得ることができる非線形フィルタ５１が２６００個のＦＦの必要としていたことに比較して、１４８８個のＦＦが削減できることになる。よって回路規模を縮小することができ、省コスト化、省スペース化が実現できる。
【０１１１】
ところで、本発明は、入力信号をＸ個の帯域成分に分けて処理する非線形フィルタにも、本発明は適用可能である。換言すれば、図３０の非線形フィルタ８０は、Ｘ＝５の場合に構成例である。
【０１１２】
入力信号をＸ個の帯域成分に分けて処理する場合、その非線形フィルタを電子回路として実現した場合、（２Ｘ−１＋２Ｘ−２＋…＋５１２＋２５６＋１２８＋６４＋３２＋１２＋２４＋３６＋４８＋…＋１２（Ｘ−２）＋１２（Ｘ−１））個のＦＦの必要となる。
【０１１３】
なお、本発明は、ビデオカメラ、ディジタルスチルカメラ、プリンタ、ディスプレイ、コンピュータ等の画像信号を扱うあらゆる装置に適用することが可能である。
【０１１４】
なお、本明細書において、各フローチャートを記述するステップは、記載された順序に従って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】画像内の急峻なエッジを保存した状態でエッジ以外の部分を強調する画像信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のεフィルタに入力される画像信号と、出力される画像信号を示す図である。
【図３】図１のεフィルタで用いられるタップの一例を示す図である。
【図４】図１のεフィルタの動作を説明するための図である。
【図５】フィルタ処理前の画像信号の一例を示す図である。
【図６】図５に示された画像信号に対応して、εフィルタから出力される画像信号を示す図である。
【図７】図５に示された画像信号に対応して、εフィルタから出力される画像信号を示す図である。
【図８】フィルタ処理前の画像信号の一例を示す図である。
【図９】図８に示された画像信号を入力として、εフィルタから出力される画像信号を示す図である。
【図１０】図８に示された画像信号を入力として、εフィルタから出力される画像信号を示す図である。
【図１１】非線形フィルタの構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１１の非線形フィルタで設定されるタップを示す図である。
【図１３】図１１の非線形フィルタで用いられるタップ係数を示す図である。
【図１４】図１１の非線形フィルタによるフィルタリング処理を説明するフローチャートである。
【図１５】重み付け係数の決定方法を説明するための図である。
【図１６】図５に示された画像信号を入力として、図１１の非線形フィルタから出力される画像信号を示す図である。
【図１７】図５に示された画像信号を入力として、図１１の非線形フィルタから出力される画像信号を示す図である。
【図１８】図５に示された画像信号を入力として、図１１の非線形フィルタから出力される画像信号を示す図である。
【図１９】図５に示された画像信号を入力として、図１１の非線形フィルタから出力される画像信号を示す図である。
【図２０】非線形フィルタの他の構成例を示すブロック図である。
【図２１】図２０の狭帯域処理部で設定されるインターバル４のタップを示す図である。
【図２２】図２０の中帯域処理部で設定されるインターバル２のタップを示す図である。
【図２３】図２０の広帯域処理部で設定されるインターバル１のタップを示す図である。
【図２４】図２０の非線形フィルタで用いられるタップ係数を示す図である。
【図２５】図８に示された画像信号を入力として、図２０の非線形フィルタから出力される画像信号を示す図である。
【図２６】図８に示された画像信号を入力として、図２０の非線形フィルタから出力される画像信号を示す図である。
【図２７】図８に示された画像信号を入力として、図２０の非線形フィルタから出力される画像信号を示す図である。
【図２８】図８に示された画像信号を入力として、図２０の非線形フィルタから出力される画像信号を示す図である。
【図２９】図２０の非線形フィルタを拡張した非線形フィルタの構成例を示すブロック図である。
【図３０】図２９の非線形フィルタと同様の出力信号を得る、本発明を適用した非線形フィルタの構成例を示すブロック図である。
【図３１】図３０の非線形フィルタの動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１６】
８０  非線形フィルタ，  ８１  遅延部，  ８２  LPF合成部，  ８３  遅延部，  ８４  LPF合成部，  ８５  遅延部，  ８６  LPF合成部，  ８７  遅延部，  ８８  LPF合成部，  ８９  遅延部，  ９０  LPF合成部，  ９１，９２  制御部，  ９３  遅延部，  ９４  制御部，  ９５  遅延部，  ９６  制御部，  ９７  遅延部，  ９８  制御部，  ９９  遅延部
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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