信号处理装置、摄像装置、参数生成方法、信号处理方法及程序的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种信号处理装置、摄像装置、参数生成方法、信号处理方法及程序， 尤其设及一种多个滤波器处理之间的调整技术。
【背景技术】
[0002] 作为变更及改善图像的画质的信号处理，通常已知有锐化处理(轮廓增强处理、边 缘增强处理或清晰度增强处理等）、点像复原处理、低通处理等滤波器处理。运种滤波器处 理为通过将滤波器应用于信号而增强或抑制特定频率的信号强度的处理，并按照所使用的 滤波器的频率特性来调整信号强度。
[0003] 从而，通过适当地组合滤波器处理而能够得到具有所希望的特性的图像信号，为 了实现各种目的而灵活地应用运些滤波器处理。
[0004] 例如，在专利文献1中公开了使用减少相位劣化成分的图像恢复滤波器和减少振 幅劣化成分的边缘增强滤波器的图像处理。并且，在专利文献2中公开了进行"在进行了使 用图像复原滤波器的图像复原处理之后，进行边缘增强处理的手抖校正"及"仅进行边缘增 强处理的手抖校正"。并且，在专利文献3中公开了按照拍摄时的光圈等条件而确定影像信 号的轮廓成分的增强程度。并且，在专利文献4中公开了按照边缘强度而选择复原强度不同 的滤波器，由此按照边缘强度而改变复原滤波器本身的强度。并且，在专利文献5中公开了 通过调整基于降噪(NR)处理部的降噪度及基于边缘增强处理部的边缘增强度而进行与焦 距对应的合适的去除噪声的摄像装置。
[0005] W往技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2011-123589号公报 [000引专利文献2:日本特开2006-333061号公报
[0009] 专利文献3:日本特开2009-27750号公报
[0010] 专利文献4:日本特开2006-129236号公报
[0011] 专利文献5:日本特开2009-171320号公报 [0012]发明的概要
[0013] 发明要解决的技术课题
[0014] 作为画质的调整方法，通常已知有如下方法，即，例如将滤波器应用于原图像数据 中，从而计算来自原图像数据的差分数据，对该差分数据乘W常数倍，将乘W常数倍的差分 数据与原图像数据相加。该方法无论频率如何对图像的增强度(差分数据）统一乘W常数 倍，从而提高图像锐度，因此能够非常简单地实施。然而，在该方法中，由于被增强的图像的 频率成分限定于滤波器的频率特性的常数倍，因此无法进行改变高频成分和低频成分的增 强平衡等锐度的细微的调整。
[0015] 并且，通过设置用于可变更滤波器的频率特性的用户界面，根据用户的需要，能够 根据频率基准来变更图像锐度的平衡。若设为可自由地变更滤波器的频率特性，则用户可 进行操作的参数（自由度、轴)增加，图像锐度通过那些参数的组合而确定。从而，为了得到 最佳的图像锐度，用户需要考虑多个参数的关联，并分别适当地设定多个参数。然而，考虑 频率之间的平衡而调整取决于频率的图像锐度，运将成为用户的负担，用户界面的结构也 变得复杂，图像锐度的调整处理变得复杂。
[0016] 不仅在通过滤波器应用处理简单的线性处理构成的情况下，而且在滤波处理伴随 非线性处理的情况下，也要顾虑运种锐化处理的复杂化，其有可能会导致用户应调整的参 数(调整的自由度)过度增加。从而，优选用户不费复杂工夫便可适当地控制信号的频率成 分的方法。然而，在专利文献1~5等现有技术中，关于同时实现"用于获得所希望的锐化效 果的灵活的控制"和"简单的操作性"的技术，并未提出有效的建议。
[0017] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种不会使处理复杂化便可W 进行所希望的频率成分调整的信号处理方法及其相关技术。
[0018] 用于解决技术课题的手段
[0019] 本发明的一方式设及一种信号处理装置，其具备按照频率而调整信号的信号处理 部和控制信号处理部的滤波器处理控制部，信号处理部具有进行第1滤波器处理的第1滤波 器处理部和进行频率特性不同于第1滤波器处理的第2滤波器处理的第2滤波器处理部，滤 波器处理控制部根据第1滤波器处理中的信号增益的调整倍率及第2滤波器处理中的信号 增益的调整倍率获得总增益调整率，获得第1滤波器处理及第2滤波器处理中的一方的调整 倍率，并根据总增益调整率来计算第1滤波器处理及第2滤波器处理中的另一方的调整倍 率。
[0020] 根据本方式，由于通过获得第1滤波器处理及第2滤波器处理中的一方的调整倍率 而计算另一个的调整倍率，因此按照简单的处理流程，并通过第1滤波器处理及第2滤波器 处理而能够调整信号的频率成分。
[0021] 优选，滤波器处理控制部将信号处理部的前后的信号的比率在第1频率中调整为 响应目标比率。
[0022] 根据本方式，信号处理部的前后的信号的比率在第1频率中能够被调整为响应目 标比率，至少在第1频率中能够确保所希望的信号特性。
[0023] "第1频率"并无特别限定，能够设为比其他频率重要程度高的频率。例如，在处理 对象信号为图像信号的情况下，通过将对用户的识别带来影响的频率设为"第1频率"，因此 在确保辨识性的状态下，能够进行第1滤波器处理及第2滤波器处理。
[0024] 优选可调整信号的频带在第1滤波器处理与第2滤波器处理之间至少一部分重复， 表示增益的峰值的频率在第1滤波器处理与第2滤波器处理之间不同。
[0025] 如本方式，通过组合频率特性不同的第1滤波器处理及第2滤波器处理而能够进行 各种信号处理。
[0026] 优选第1滤波器处理包括:在信号中应用第1滤波器的处理;及根据调整倍率来对 通过应用第1滤波器而得到的信号的增益的倍率进行调整的处理，第2滤波器处理包括:在 信号中应用第2滤波器的处理;及根据调整倍率来调整通过应用第2滤波器而得到的信号的 增益的倍率的处理。
[0027] 根据本方式，通过简单的处理结构而能够进行第1滤波器处理及第2滤波器处理。
[0028] 优选滤波器处理控制部根据外部输入参数来确定第1滤波器处理中的调整倍率， 并根据第1滤波器处理中的调整倍率和总增益调整率来计算第2滤波器处理中的调整倍率。
[0029] 根据本方式，由第1滤波器处理中的调整倍率和总增益调整率能够自动计算第2滤 波器处理中的调整倍率。
[0030] "外部输入参数"可W是通过用户而输入的参数，也可W是从第1滤波器处理部W 外输入的参数。并且，可W将外部输入参数设定为"第1滤波器处理中的调整倍率"，也可W 将由外部输入参数按照特定的算法而导出的值设定为"第1滤波器处理中的调整倍率"。
[0031] 优选第1滤波器处理部及第2滤波器处理部并列设置，信号输入到第1滤波器处理 部及第2滤波器处理部，将基于第1滤波器处理的信号的增减量数据和基于第2滤波器处理 的信号的增减量数据进行相加。
[0032] 如本方式，即使将第1滤波器处理部及第2滤波器处理部并列设置，也能够按照简 单的处理流程，并通过第1滤波器处理及第2滤波器处理而调整信号的频率成分。
[0033] 优选第1滤波器处理部及第2滤波器处理部串联设置，信号在接受第1滤波器处理 及第2滤波器处理中的一种处理之后，接受另一种处理。
[0034] 如本方式，即使第1滤波器处理部及第2滤波器处理部串联设置，也能够按照简单 的处理流程，并通过第1滤波器处理及第2滤波器处理而调整信号的频率成分。
[0035] 优选第1滤波器处理部及第2滤波器处理部中的至少一方具有进行信号的非线性 处理的非线性处理部。
[0036] 如本方式，即使非线性处理包括信号处理系统，也能够按照简单的处理流程，并通 过第1滤波器处理及第2滤波器处理而调整信号的频率成分。
[0037] "非线性处理"为无法仅通过线性运算构成的处理，伴随加减乘除W外的处理，例 如可包括LUT(查表)的参照、伴随条件分支的处理。
[0038] 优选非线性处理为将在信号中超过剪辑(clip)阔值的信号值调整为剪辑阔值的 剪辑处理，滤波器处理控制部按照剪辑阔值来确定第1滤波器处理及第2滤波器处理中的至 少任一方的调整倍率。
[0039] 如本方式，即使为进行剪辑处理的情况下，也能够按照简单的处理流程，并通过第 1滤波器处理及第2滤波器处理而调整信号的频率成分。
[0040] 优选第1滤波器处理及第2滤波器处理中的至少一方为低通滤波器处理。
[0041] 根据本方式，通过低通滤波器处理而能够调整信号的频率成分。
[0042] 优选信号为图像信号。
[0043] 根据本方式，通过第1滤波器处理及第2滤波器处理而能够调整图像信号的频率成 分。
[0044] 优选第1滤波器处理为使用了基于点扩散函数的复原滤波器的复原处理，复原滤 波器根据拍摄获得图像信号时的摄影设定条件而被确定。
[0045] 根据本方式，即使在通过使用了基于点扩散函数的复原滤波器的复原处理而处理 信号的情况下，也能够按照简单的处理流程，通过第1滤波器处理及第2滤波器处理调整信 号的频率成分。"基于点扩散函数的复原滤波器"为基于使用光学系统等的点扩散函数 (PSF:Point Spread化nction)而生成的逆滤波器、维纳滤波器等复原滤波器，"复原处理" 包括将运种复原滤波器应用于图像数据的处理。并且"点扩散函数"为表示对光学系统的点 光源的响应的函数，可 W根据PSF及OTF[MTF(Modulation Transfer Function)、PTF(Phase Trans fer Function))而表现。
[0046] 并且，"点扩散函数"并不限定于表示对光学系统的点光源的响应的函数，也可W 是反映了通过摄像装置进行拍摄时检测到的被摄体的移动量(例如由手抖、被摄体抖动等 引起的被摄体的移动量）的函数。从而"基于点扩散函数的复原滤波器"为使用该点扩散函 数而生成的复原滤波器，也可W为降低抖动模糊(手抖模糊、被摄体抖动模糊等)的滤波器。
[0047] 优选第2滤波器处理为使用了锐化滤波器的锐化处理。
[004引根据本方式，即使在通过锐化处理来处理信号的情况下，也能够按照简单的处理 流程，并通过第1滤波器处理及第2滤波器处理而调整信号的频率成分。作为"锐化滤波器"， 可W使用"由光学系统的点扩散函数(PSF)，利用逆滤波器或维纳滤波器而生成的滤波器 (复原滤波器rw外的滤波器类。从而，作为"锐化滤波器"，例如能够适当地使用并非基于 光学系统的点扩散函数的滤波器，并可W采用基于点扩散函数W外的其他要素(参数)而计 算的滤波器作为"锐化滤波器"。作为并非基于点扩散函数的锐化滤波器，只要不是基于点 扩散函数而制作的滤波器，则可W采用点扩散函数对应于不同的光圈值等而可切换的滤波 器作为锐化滤波器。同样，可W采用点扩散函数对应于不同的图像高度而可切换的滤波器 作为锐化滤波器。并且，锐化处理中的锐化滤波器的强度(增益)也可W对应于光圈值、图像 高度而改变。
[0049] "锐化处理"为对图像数据的高频成分进行补偿或增强的处理，是增强图像的轮廓 成分的处理。从而，例如被称作轮廓增强处理、边缘增强处理或清晰度增强处理的处理可W 包含于在此所谓的"锐化处理"中。
[0050] 优选第1滤波器处理及第2滤波器处理中的至少任一方的调整倍率根据拍摄获得 图像信号时的摄影设定条件而确定。
[0051] 根据本方式，能够将第1滤波器处理及第2滤波器处理中的至少任一方设为反映了 摄影设定条件的处理。
[0052] 本发明的另一方式设及一种具备上述信号处理装置的摄像装置。
[0053] 本发明的另一方式设及一种参数生成方法，包括按照频率而调整信号的信号处理 部、W及控制信号处理部的滤波器处理控制部，信号处理部具有进行第1滤波器处理的第1 滤波器处理部和进行第2滤波器处理的第2滤波器处理部，在第1滤波器处理与第2滤波器处 理之间，生成使用于频率特性不同的图像处理部的参数，所述参数生成方法具备:根据第1 滤波器处理中的信号增益的调整倍率及第2滤波器处理中的信号增益的调整倍率来获得总 增益调整率的步骤;及获得第1滤波器处理及第2滤波器处理中的一方的调整倍率，并根据 总增益调整率来计算第1滤波器处理及第2滤波器处理中的另一方的调整倍率的步骤。
[0054] 本发明的另一方式设及一种信号处理方法，具备:信号调整步骤，为按照频率而调 整信号的信号调整步骤，其包括进行第1滤波器处理的第1滤波器处理步骤、W及进行频率 特性不同于第1滤波器处理的第2滤波器处理的第2滤波器处理步骤;根据第1滤波器处理中 的信号增益的调整倍率及第2滤波器处理中的信号增益的调整倍率来获得总增益调整率的 步骤;及获得第1滤波器处理及第2滤波器处理中的一方的调整倍率，并根据总增益调整率 计算第1滤波器处理及第2滤波器处理中的另一方的调整倍率的步骤。
[0055] 本发明的另一方式设及一种程序，其使计算机执行如下流程:为按照频率而调整 信号的流程，包括进行第1滤波器处理的步骤和进行频率特性不同于第1滤波器处理的第2 滤波器处理的步骤的流程;根据第1滤波器处理中的信号增益的调整倍率及第2滤波器处理 中的信号增益的调整倍率来获得总增益调整率的流程;及获得第1滤波器处理及第2滤波器 处理中的一方的调整倍率，并根据总增益调整率来计算第1滤波器处理及第2滤波器处理中 的另一方的调整倍率的流程。
[0056] 发明效果
[0057] 根据本发明，由于通过获得第1滤波器处理及第2滤波器处理中的一方的调整倍率 而计算另一方的调整倍率，因此能够按照简单的处理流程，并通过第1滤波器处理及第2滤 波器处理而调整信号的频率成分。
【附图说明】
[0058] 图1是表示连接于计算机上的数码相机的框图。
[0059] 图2是表示主体控制器的结构例的框图。
[0060] 图3是表示图像处理部的结构例的框图。
[0061 ]图4是用于对滤波器处理强度的调整进行说明的示意图。
[0062] 图5是表示第1实施方式所设及的图像处理模块的结构的图。
[0063] 图6是例示图像处理的频率特性的图，图6(a)表示第1滤波器处理(第1滤波器处理 部）中的"频率-增益"关系例，图6(b)表示第2滤波器处理(第2滤波器处理部）中的"频率-增 益"关系例，图6(c)表示第1滤波器处理及第2滤波器处理(信号处理部)整体的"频率-增益" 关系例。
[0064] 图7是表示第3实施方式所设及的图像处理模块的结构的图。
[0065] 图8是表示第4实施方式所设及的图像