(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
数値の入力を受け付ける複数個の受付部を有し、その各受付部から入力された前記数値を大小比較することにより、前記受付部から入力された前記数値のうちの最大値又は最小値を選出する比較回路部と、
前記比較回路部の前記複数個の各数値の受付部のうちのいずれか１個の受付部以外の各受付部の前段に１個ずつ設けられた複数個の選択回路と、
を備え、
前記いずれか１個の受付部には、最大最小演算候補となる複数個の数値のうちの予め選択された注目値が入力され、
前記各選択回路は、
最大最小演算候補となる前記複数個の数値のうちの前記注目値以外の各数値と前記注目値との２入力を受け付け、外部入力に応じて、その入力された数値と注目値とのいずれか一方を選択して前記比較回路部の対応する前記受付部に与えることを特徴とする演算回路。
【請求項２】
請求項１に記載の演算回路において、
最大最小演算候補となる前記数値は、画像を形成するための画素の画素信号値又は画素信号値に基づく値であり、
前記注目値は、最大最小演算候補となる複数個の画素信号値又は画素信号値に基づく値のうちから予め選択された注目画素の画像信号値又は画素信号値に基づく値であることを特徴とする演算回路。
【請求項３】
請求項２に記載の演算回路において、
最大最小演算候補となる複数個の画素信号値又は画素信号値に基づく値は、画像中の少なくとも一部に設定される演算候補領域内に位置する画素の画素信号値又は画素信号値に基づく値であり、
前記注目画素は、前記演算候補領域内の所定位置に位置する画素であり、前記画像中において前記演算候補領域が移動された場合には、前記演算候補領域の移動に応じて移動されることを特徴とする演算回路。
【請求項４】
請求項３に記載の演算回路において、
前記注目画素は、前記演算候補領域の中心部に設定されることを特徴とする演算回路。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかに記載の演算回路において、
この演算回路によって算出された最大値又は最小値は、撮像カメラにおける自動焦点調節又は自動露光調節に用いられることを特徴とする演算回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力された複数個の数値のうちから最大値又は最小値を選出する演算回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の演算回路のブロック図である。この演算回路では、５個の入力値ＩＮ０〜ＩＮ４のうちから最大値を算出する第１の演算処理と、その５個の入力値ＩＮ０〜ＩＮ４のうちから選択された３個の入力値ＩＮ１〜ＩＮ３のうちから最大値を算出する第２の演算処理とが選択的に実行される。
【０００３】
具体的な回路構成としては、第１の演算処理を実行するための第１の比較回路部１０１と、第２の演算処理を実行するための第２の比較回路部１０２と、その両比較回路部１０１，１０２の出力を選択して出力するセレクタ１０３とを備えている。第１の比較回路部１０１には４個の比較回路Ｃ１０１〜Ｃ１０３が設けられ、第２の比較回路部１０２には２個の比較回路Ｃ１０４，Ｃ１０５が設けられている（比較回路Ｃ１００〜Ｃ１０５を総称する場合には符号「Ｃ」を用いる）。各比較回路Ｃは、第１及び第２の入力部Ａ，Ｂから受け付けた２個の数値を比較して、値の大きい方の数値を出力部Ｙから出力する。そして、各比較回路部１０１，１０２では、それらの比較回路Ｃを用いてトーナメント方式による大小比較を行うことにより、入力値ＩＮ０〜ＩＮ４又は入力値ＩＮ１〜ＩＮ３のうちの最大値が選出されるようになっている。
【０００４】
セレクタ１０３は、レジスタ１０３ａに１が設定されている場合には第１の比較回路部１０１の演算結果を選択して出力し、レジスタ１０３ａに０が設定されている場合には第２の比較回路部１０２の演算結果を選択して出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複数個の数値から最大値（又は最小値）を算出する技術に関連して、複数個の数値のうちからいくつかの数値をその組み合わせを変えつつ選択し、その選択した数値のうちで最大値を算出したいという技術的要求がある。例えば、撮像カメラ（デジタルカメラ等）において、撮像素子により撮像された画像中に設定された所定領域内の画像データに基づいて自動焦点調節又は自動露光調節を行う場合に、その所定領域内の中心部に位置する画素（注目画素）を選択に含めるようにしてその所定領域内から任意の組み合わせで選択された画素の画素信号値（又はその画素信号に基づく値）が最大（又は最小）のものを算出したいという技術的要求がある。
【０００６】
この点に関し、上述の従来技術では、第１及び第２の比較回路部１０１，１０２を設け、入力値ＩＮ０〜ＩＮ４のうちの最大値と、その入力値ＩＮ０〜ＩＮ４のうちから選択された入力値ＩＮ１〜ＩＮ３のうちの最大値とが選択的に算出可能となっているが、入力値ＩＮ０〜ＩＮ４のうちからさらに異なった組み合わせで入力値ＩＮ０〜ＩＮ４を選択してその選択した中で最大値の算出を行おうとした場合には、その選択した組み合わせに応じた追加の比較回路部を新たに設ける必要があり、現実的に入力値ＩＮ０〜ＩＮ４のうちの最大値の算出を行うべき入力値ＩＮ０〜ＩＮ４の選択の任意の組み合わせ変更は現実的に不可能である。
【０００７】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、予め与えられた最大最小演算候補となる複数個の数値のうちから選択した演算対象の数値について最大値（又は最小値）を算出する際、演算対象の数値の選択の組み合わせを任意に変更することができる演算回路を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段は、数値の入力を受け付ける複数個の受付部を有し、その各受付部から入力された前記数値を大小比較することにより、前記受付部から入力された前記数値のうちの最大値又は最小値を選出する比較回路部と、前記比較回路部の前記複数個の各数値の受付部のうちのいずれか１個の受付部以外の各受付部の前段に１個ずつ設けられた複数個の選択回路と、を備え、前記いずれか１個の受付部には、最大最小演算候補となる複数個の数値のうちの予め選択された注目値が入力され、前記各選択回路は、最大最小演算候補となる前記複数個の数値のうちの前記注目値以外の各数値と前記注目値との２入力を受け付け、外部入力に応じて、その入力された数値と注目値とのいずれか一方を選択して前記比較回路部の対応する前記受付部に与えることを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、最大最小演算候補となる前記数値は、画像を形成するための画素の画素信号値又は画素信号値に基づく値であり、前記注目値は、最大最小演算候補となる複数個の画素信号値又は画素信号値に基づく値のうちから予め選択された注目画素の画像信号値又は画素信号値に基づく値であるのがよい。
【００１０】
また、好ましくは、最大最小演算候補となる複数個の画素信号値又は画素信号値に基づく値は、画像中の少なくとも一部に設定される演算候補領域内に位置する画素の画素信号値又は画素信号値に基づく値であり、前記注目画素は、前記演算候補領域内の所定位置に位置する画素であり、前記画像中において前記演算候補領域が移動された場合には、前記演算候補領域の移動に応じて移動されるのがよい。
【００１１】
さらに、好ましくは、前記注目画素は、前記演算候補領域の中心部に設定されるのがよい。
【００１２】
また、好ましくは、この演算回路によって算出された最大値又は最小値は、撮像カメラにおける自動焦点調節又は自動露光調節に用いられるのがよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る演算回路のブロック図である。この演算回路は、図１に示すように、比較回路部１と、複数個のセレクタ（選択回路）ＳＬ０〜ＳＬ３（これらを総称する場合には符号「ＳＬ」を用いる）とを備えている。比較回路部１は、複数個の比較回路Ｃ０〜Ｃ３（こららを総称する場合には符号「Ｃ」を用いる）が設けられている。各セレクタＳＬ０〜ＳＬ３に対応してレジスタＲＯ〜Ｒ３（これらを総称する場合には符号「Ｒ」を用いる）が設けられており、各セレクタＳＬは、入力される２個の数値のうちからいずれか一方の数値を、対応するレジスタＲの設定内容に応じて選択して出力する。
【００１４】
各比較回路Ｃは、第１及び第２の入力部Ａ，Ｂから受け付けた２個の数値を比較して、値の大きい方の数値を出力部Ｙから出力する。但し値が等しい場合は常にＡを出力する。そして、比較回路部１では、これらの比較回路Ｃが段階的に２方向に分岐するツリー構造状に接続されており、これらの比較回路Ｃにより入力される複数個の数値に対してトーナメント方式による大小比較を行うことにより、入力された複数個の数値のうちから最大の数値を算出するようになっている。
【００１５】
本実施形態では、最大演算候補の数値として５個の入力値ＩＮＯ〜ＩＮ４（これらを総称する場合には符号「ＩＮ」を用いる）が入力されるため、これに対応して比較回路部１には、４個の比較回路Ｃが設けられている。その比較回路Ｃのうちの比較回路Ｃ０の第１及び第２の入力部Ａ，Ｂ、比較回路Ｃ３の第１の入力部Ａ、及び比較回路Ｃ１の第及び第２の入力部Ａ，Ｂによって、入力値ＩＮの入力を受け付けるための５個の受付部が構成されている。
【００１６】
また、入力値ＩＮ０〜ＩＮ４のうちの入力値ＩＮ２が注目値として予め選択されており、その入力値ＩＮ２は、比較回路部Ｃ３の第１の入力部Ａに入力される。このため、比較回路部１の５個の受付部のうちの比較回路Ｃ０，Ｃ１の第１及び第２の入力部Ａ，Ｂによって構成される４個の受付部に対応して、セレクタＳＬが１個ずつ、計４個設けられている。すなわち、注目値ＩＮ２は、セレクタＳＬを介さずに、比較回路Ｃ３の第１の入力部Ａに入力される。
【００１７】
各セレクタＳＬ０〜ＳＬ３には、入力値ＩＮＯ〜ＩＮ４のうちの注目値である入力値ＩＮ２と、その入力値ＩＮ２以外の対応する各入力値ＩＮ０，ＩＮ１，ＩＮ３，ＩＮ４とがそれぞれ入力される。そして、各セレクタＳＬＯ〜ＳＬ３は、対応するレジスタＲ０〜Ｒ３に１が設定されている状態では注目値（ＩＮ２）ではなく入力値ＩＮ０，ＩＮ１，ＩＮ３，ＩＮ４を選択して比較回路部１の対応する受付部に出力する一方、対応するレジスタＲ０〜Ｒ３に０が設定されている状態では注目値ＩＮ２を選択して比較回路部１の対応する受付部に出力する。各レジスタＲの設定状態は、ＣＰＵ、マイコン等によって個別に制御される。
【００１８】
これによって、本実施形態に係る演算回路によれば、各セレクタＳＬには、入力値ＩＮＯ〜ＩＮ４のうちの注目値（ＩＮ２）と、その注目値（ＩＮ２）以外の対応する各入力値ＩＮ０，ＩＮ１，ＩＮ３，ＩＮ４とがそれぞれ入力され、その入力された２個の数値のうちから一方の数値が比較回路部１の対応する受付部に与えられるため、各レジスタＲの設定状態を制御して各セレクタＳＬの選択状態を個別に切り替えることにより、最大演算候補である５個の入力値ＩＮＯ〜ＩＮ４のうちから、予め設定した注目値（ＩＮ２）を選択に含めつつ任意の組み合わせで演算対象の入力値ＩＮを選択し、その選択した入力値ＩＮのうちから最大値を算出することができる。
【００１９】
例えば、入力値ＩＮ０〜ＩＮ４のすべてのうちから最大値を算出する場合には、各レジスタＲ０〜Ｒ３に１を設定する。すると、各セレクタＳＬ０〜ＳＬ３によって注目値（ＩＮ２）ではなく入力値ＩＮ０，ＩＮ１，ＩＮ３，ＩＮ４が選択され、比較回路部１には、すべての入力値ＩＮ０〜ＩＮ４が入力され、その中から最大値が算出される。
【００２０】
また、入力値ＩＮ０〜ＩＮ４のうちから３個の入力値ＩＮ１〜ＩＮ３を選択し、その中で最大値を選択する場合には、レジスタＲ０，Ｒ３に０、レジスタＲ１，Ｒ２に１を設定する。すると、セレクタＳＬ０は入力値ＩＮ０，ＩＮ２のうちの入力値ＩＮ２を選択出力し、セレクタＳＬ１は入力値ＩＮ１，ＩＮ２のうちの入力値ＩＮ１を選択出力し、セレクタＳＬ２は入力値ＩＮ３，ＩＮ２のうちの入力値ＩＮ３を選択出力し、セレクタＳＬ３は入力値ＩＮ４，ＩＮ２のうちの入力値ＩＮ２を選択出力するため、比較回路部１には、入力値ＩＮ１〜ＩＮ３が入力され、その中で最大値が算出される。
【００２１】
なお、本実施形態では、比較回路部１の比較回路Ｃに２入力値のうちの値の大きな方を選択するものを用いて演算回路を構成したが、比較回路部１の比較回路Ｃに２入力値のうちの値の小さな方を選択するものを用いて、入力値のうちの最小値を演算する演算回路を構成してもよい。また、この比較回路Ｃの置き換えによる変形は、下記の第２実施形態にも同様に容易に適用できる。また比較回路部の構成はトーナメント方式によるものが最も容易であるが、複数の数値を同時に比較するタイプの比較回路部を使用しても構わない。
【００２２】
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る演算回路のブロック図である。この演算回路は、図２に示すように、比較回路部１１と、複数個のセレクタ（選択回路）ＳＬ１０〜ＳＬ２３（これらを総称する場合には符号「ＳＬ」を用いる）とを備えている。比較回路部１は、複数個の比較回路Ｃ１０〜Ｃ２３（これらを総称する場合には符号「Ｃ」を用いる）が設けられている。各セレクタＳＬ１０〜ＳＬ２３に対応してレジスタＲ１Ｏ〜Ｒ２３（これらを総称する場合には符号「Ｒ」を用いる）が設けられている。
【００２３】
各セレクタＳＬ及び比較回路Ｃの機能は、第１実施形態に係るセレクタＳＬ及び比較回路Ｃの機能と同様である。また、本実施形態においても、第１実施形態の場合と同様に、比較回路部１１では、これらの比較回路Ｃが段階的に２方向に分岐するツリー構造状に接続されており、これらの比較回路Ｃにより入力される複数個の数値に対してトーナメント方式による大小比較を行うことにより、入力された複数個の数値のうちから最大の数値を算出するようになっている。
【００２４】
本実施形態に係る演算回路において最大演算候補となる数値は、画像を形成するための画素の画素信号値（又は画素信号値に基づく値）であり、前記注目値には、その最大演算候補となる複数個の画素信号値（又は画素信号値に基づく値）のうちから予め選択された注目画素の画像信号値（又は画素信号値に基づく値）となっている。
【００２５】
より具体的には、図３に示すように、撮像カメラ（デジタルカメラ等）において撮像された画像（例えばフレーム画像）Ｉ中に、その少なくとも一部を含むように設定された演算候補領域Ａ１中に位置する画素Ｐ００〜Ｐ２２（これらを総称する場合には符号「Ｐ」を用いる）の画素信号値（又はその画素信号値に基づく値）が最大演算候補となっている。そして、注目値としては、演算候補領域Ａ１中の中心部に位置する画素（注目画素）Ｐ１２の画素信号値（又はその画素信号値に基づく値）が予め設定されている。注目画素Ｐ１２は、後述するように画像Ｉ内において演算候補領域Ａ１が移動された場合には、それに伴って移動され、常に演算候補領域Ａ１の中心部の画素Ｐが注目画素Ｐ１２となる。
【００２６】
本実施形態では、３×５の計１５個の画素Ｐを含むように演算候補領域Ａ１が設定されている。その演算候補領域Ａ１内の各画素Ｐの画素信号値（又はその画素信号値に基づく値）は、画像Ｉ上を走査するように時系列的に連なった状態で与えられる画像Ｉ全体の各画素Ｐの画素信号値（又はその画素信号値に基づく値）のうちから、図２に示すように１次元的に連なったシフトレジスタＳＲ００〜ＳＲ２４及びラインメモリＭ０〜Ｍ２を用いて取り出されて演算回路に与えられる。演算候補領域Ａ１の設定位置は画像Ｉ内において移動される。その移動は、新しい画素信号がクロックに同期してＩＮから供給され、画素信号値（又はその画素信号値に基づく値）のシフトレジスタＳＲ００〜ＳＲ２４からクロックに同期してデータを読み出すことによって行なわれる。
【００２７】
これに対応して、比較回路部１１には、１４個の比較回路Ｃが設けられており、その比較回路Ｃのうちの比較回路Ｃ１０〜Ｃ１６の第１及び第２の入力部Ａ，Ｂ、及び比較回路Ｃ１９の第１の入力部Ａによって、演算候補領域Ａ１内の各画素Ｐの画素信号値（又はその画素信号値に基づく値）の入力を受け付けるための１５個の受付部が構成されている。その受付部のうちの比較回路Ｃ１９の第１の入力部Ａによって構成される受付部が、注目画素Ｐ１２の画素信号値（又はその画素信号値に基づく値）の入力を受け付ける。
【００２８】
また、これに対応して、比較回路部１１の１５個の受付部のうちの比較回路Ｃ１９の第１の入力部Ａによって構成される受付部以外の各受付部に対応して、セレクタＳＬが１個ずつ、計１４個設けられている。すなわち、注目画素Ｐ１２の画素信号値（又はその画素信号値に基づく値）は、セレクタＳＬを介さずに、比較回路Ｃ１９の第１の入力部Ａに入力される。
【００２９】
各セレクタＳＬ１０〜ＳＬ２３には、注目画素Ｐ１２の画素信号値（又はその画素信号値に基づく値）と、演算候補領域Ａ１内の注目画素Ｐ１２以外に対応付けられた画素Ｐの画素信号値（又はその画素信号値に基づく値）とがそれぞれ入力される。そして、各セレクタＳＬ１Ｏ〜ＳＬ１３は、対応するレジスタＲ１０〜Ｒ１３に１が設定されている状態では注目画素Ｐ１２以外の対応する画素Ｐの画素信号値（又はその画素信号値に基づく値）を選択して比較回路部１の対応する受付部に出力する一方、対応するレジスタＲ１０〜Ｒ１３に０が設定されている状態では注目画素Ｐ１２の画素信号値（又はその画素信号値に基づく値）を選択して比較回路部１の対応する受付部に出力する。各レジスタＲの設定状態は、ＣＰＵ、マイコン等によって個別に制御される。
【００３０】
この演算回路によって算出された画素信号値（又はその画素信号値に基づく値）の最大値は、撮像カメラにおける自動焦点調節又は自動露光調節に用いられる。例えば、本実施形態に係る演算候補領域Ａ１（又は後述する選択領域Ａ２（図５参照））は、自動焦点調節又は自動露光調節を行うためのデータ取得ために画像Ｉ上に設定されるＡＦ領域又はＡＥ領域またはその一部である。
【００３１】
このため、本実施形態に係る演算回路によれば、各レジスタＲの設定状態を制御して各セレクタＳＬの選択状態を個別に切り替えることにより、画像Ｉ中の少なくとも一部に設定された演算候補領域Ａ１内に位置する画素Ｐの画素信号値（又は画素信号値に基づく値）のうちから、演算候補領域Ａ１の中心部に設定した注目画素Ｐ１２の画素信号値（又は画素信号値に基づく値）を選択に含めつつ任意の組み合わせで演算対象の画素信号値（又は画素信号値に基づく値）を選択し、その選択した画素信号値（又は画素信号値に基づく値）のうちから最大値を算出することができる。
【００３２】
これによって、例えば、演算候補領域Ａ１内に、図５に示すように、注目画素Ｐ１２を含むように任意の配置、面積及び外縁形状で選択領域Ａ２を設定し、その選択領域Ａ２内に位置する画素Ｐの画素信号値（又は画素信号値に基づく値）のうちから最大値を容易に算出することができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１ないし５に記載の発明によれば、各選択回路の選択状態を外部入力に応じより個別に切り替えることにより、最大最小演算候補となる複数個の数値のうちから、予め設定した注目値を選択に含めつつ任意の組み合わせで演算対象の数値を選択し、その選択した数値のうちから最大値（又は最小値）を算出することができ、その結果、最大最小演算候補の複数個の数値のうちから演算対象の数値を選択する際の選択の組み合わせを任意に変更することができる演算回路を、回路構成の複雑化を抑制しつつ実現することができる。
【００３４】
請求項２ないし５に記載の発明によれば、最大最小演算候補となる複数個の画素信号値（又は画素信号値に基づく値）のうちから、予め設定した注目画素の画素信号値（又は画素信号値に基づく値）を選択に含めつつ任意の組み合わせで演算対象の画素信号値（又は画素信号値に基づく値）を選択し、その選択した画素信号値（又は画素信号値に基づく値）のうちから最大値（又は最小値）を算出することができる。
【００３５】
請求項３に記載の発明によれば、画像中の少なくとも一部に設定された演算候補領域内に位置する画素の画素信号値（又は画素信号値に基づく値）のうちから、予め設定した注目画素の画素信号値（又は画素信号値に基づく値）を選択に含めつつ任意の組み合わせで演算対象の画素信号値（又は画素信号値に基づく値）を選択し、その選択した画素信号値（又は画素信号値に基づく値）のうちから最大値（又は最小値）を算出することができる。これによって、例えば、演算候補領域内に、注目画素を含むように任意の配置、面積及び外縁形状で選択領域を設定し、その選択領域内に位置する画素の画素信号値（又は画素信号値に基づく値）のうちから最大値（又は最小値）を算出することができる。
【００３６】
請求項４に記載の発明によれば、演算候補領域の中心部の画素の画素信号値（又は画素信号値に基づく値）の最大（又は最小）の演算に必ず含めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る演算回路のブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る演算回路のブロック図である。
【図３】画像中に設定された演算候補領域を示す図である。
【図４】演算候補領域内の画素配置を示す図である。
【図５】演算候補領域内に選択領域が設定された状態を示す図である。
【図６】従来の演算回路のブロック図である。
【符号の説明】
１，１１  比較回路部
Ｃ０〜Ｃ３，Ｃ１０〜Ｃ２３  比較回路
Ａ１  演算候補領域
Ａ２  選択領域
Ｉ  画像
ＩＮＯ〜１Ｎ４  入力値
Ｍ０〜Ｍ２  ラインメモリ
Ｐ００〜Ｐ２４  画素
Ｒ０〜Ｒ３，Ｒ１０〜Ｒ２３  レジスタ
ＳＬ０〜ＳＬ３，ＳＬ１０〜ＳＬ２３  セレクタ
ＳＲ００〜ＳＲ２４  シフトレジスタ
【図１】
0004065133.tif 000002
【図２】
0004065133.tif 000003
【図３】
0004065133.tif 000004
【図４】
0004065133.tif 000005
【図５】
0004065133.tif 000006
【図６】
0004065133.tif 000007