特許 7500254 データ処理装置およびその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-07

(45)【発行日】2024-06-17

(54)【発明の名称】データ処理装置およびその制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 23/60 20230101AFI20240610BHJP

   H04N 5/20 20060101ALI20240610BHJP

【ＦＩ】

H04N23/60 500

H04N5/20

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020067822

(22)【出願日】2020-04-03

(65)【公開番号】P2021164139

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2023-03-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】溝口 真彦

(72)【発明者】

【氏名】田中 章嗣

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 真弥

【審査官】村山 絢子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－０４１８７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０１４０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３５２８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ２３／００

Ｈ０４Ｎ ２３／４０－２３／７６

Ｈ０４Ｎ ２３／９０－２３／９５９

Ｈ０４Ｎ ５／２２２－５／２５７

Ｈ０４Ｎ ５／１４－５／２１３

Ｇ０６Ｔ １／００－５／５０

Ｇ０６Ｔ ７／００－７／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ルックアップテーブル（ＬＵＴ）と補間演算とを利用して入力データから出力データを算出するデータ処理装置であって、
隣接する２つの入力データ範囲に対応し、前記ＬＵＴにおける間隔が互いに異なる少なくとも２つの補間範囲を決定する範囲決定手段と、
前記少なくとも２つの補間範囲それぞれに対して、前記ＬＵＴを参照して３つの参照データを生成する第１の生成手段と、
前記少なくとも２つの補間範囲それぞれに対して、前記第１の生成手段により生成された３つの参照データに基づいて前記補間演算に用いる二次補間関数の係数を生成する第２の生成手段と、
入力データに対応する補間範囲に対して前記第２の生成手段により生成された係数を用いた前記補間演算を行うことにより出力データを算出する補間演算手段と、
を有し、
前記第１の生成手段は、前記少なくとも２つの補間範囲それぞれにおける二次補間関数が該少なくとも２つの補間範囲の境界で滑らかに接続されるような前記３つの参照データを生成し、
前記第１の生成手段は、間欠的に動作するように構成される
ことを特徴とするデータ処理装置。

【請求項2】

前記第１の生成手段は、前記少なくとも２つの補間範囲それぞれにおける二次補間関数が該少なくとも２つの補間範囲の境界で値が一致しかつ傾きが一致するような前記３つの参照データを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。

【請求項3】

前記第１の生成手段は、外部から演算開始信号が入力された場合に前記３つの参照データを生成して第１の保持手段に格納し、
前記第２の生成手段は、入力データに対応した補間範囲の参照アドレスに従って前記第１の保持手段に格納された参照データを取得し前記係数を生成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ処理装置。

【請求項4】

前記入力データは、画像を構成する画素のＲＧＢ成分値であり、
前記第１の保持手段は、異なるＲＧＢ成分値に対して共有される
ことを特徴とする請求項３に記載のデータ処理装置。

【請求項5】

前記第２の生成手段は、間欠的に動作するように構成され、
前記第１の生成手段は、外部から演算開始信号が入力された場合に前記３つの参照データを生成して第１の保持手段に格納し、
前記第２の生成手段は、前記第１の生成手段により前記３つの参照データを生成された場合に前記係数を生成して第２の保持手段に格納し、
前記補間演算手段は、入力データに対応した補間範囲の参照アドレスに従って前記第２の保持手段に格納された係数を取得する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ処理装置。

【請求項6】

前記入力データは、動画像を構成するフレーム画像の画素値又は座標値であり
前記演算開始信号は、ＶブランキングまたはＨブランキングの期間に入力される
ことを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載のデータ処理装置。

【請求項7】

前記演算開始信号は、前記ＬＵＴが変更された場合に入力される
ことを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載のデータ処理装置。

【請求項8】

前記少なくとも２つの補間範囲は、第１の間隔を有する第１の補間範囲と該第１の間隔と異なる第２の間隔を有する第２の補間範囲であり、
前記第１の生成手段は、前記第１の補間範囲に対する前記３つの参照データのうち前記境界に隣接する２つの参照データの第１の中点の座標と、前記第２の補間範囲に対する前記３つの参照データのうち前記境界に隣接する２つの参照データの第２の中点の座標と、が一致し、かつ、前記第１の補間範囲に対する前記３つの参照データのうち前記境界に隣接する２つの参照データを結ぶ第１の線分の傾きと、前記第２の補間範囲に対する前記３つの参照データのうち前記境界に隣接する２つの参照データを結ぶ第２の線分の傾きと、が一致するように、前記少なくとも２つの補間範囲それぞれに対する前記３つの参照データを生成する
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のデータ処理装置。

【請求項9】

前記第２の生成手段は、前記第１の補間範囲に対する二次補間関数が前記第１の中点を通りかつ前記第１の線分に接し、かつ、前記第２の補間範囲に対する二次補間関数が前記第２の中点を通りかつ前記第２の線分に接するように、前記少なくとも２つの補間範囲それぞれに対する前記係数を生成する
ことを特徴とする請求項８に記載のデータ処理装置。

【請求項10】

前記ＬＵＴを格納する保存手段を更に有する
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載のデータ処理装置。

【請求項11】

前記第１の生成手段は、前記ＬＵＴに含まれる参照データを用いて該ＬＵＴに含まれない１つ以上の参照データを生成する
ことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載のデータ処理装置。

【請求項12】

前記ＬＵＴの格子間隔は不均等であり、各格子間隔は２のべき乗である
ことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載のデータ処理装置。

【請求項13】

前記少なくとも２つの補間範囲の比は２のべき乗である
ことを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載のデータ処理装置。

【請求項14】

ルックアップテーブル（ＬＵＴ）と補間演算とを利用して入力データから出力データを算出するデータ処理装置の制御方法であって、
隣接する２つの入力データ範囲に対応し、前記ＬＵＴにおける間隔が互いに異なる少なくとも２つの補間範囲を決定する範囲決定工程と、
前記少なくとも２つの補間範囲それぞれに対して、前記ＬＵＴを参照して３つの参照データを生成する第１の生成工程と、
前記少なくとも２つの補間範囲それぞれに対して、前記第１の生成工程により生成された３つの参照データに基づいて前記補間演算に用いる二次補間関数の係数を生成する第２の生成工程と、
入力データに対応する補間範囲に対して前記第２の生成工程により生成された係数を用いた前記補間演算を行うことにより出力データを算出する補間演算工程と、
を含み、
前記第１の生成工程では、前記少なくとも２つの補間範囲それぞれにおける二次補間関数が該少なくとも２つの補間範囲の境界で滑らかに接続されるような前記３つの参照データを生成し、
前記第１の生成工程は、間欠的に実行される
ことを特徴とする制御方法。

【請求項15】

コンピュータを、請求項１乃至１３の何れか１項に記載のデータ処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、データ変換処理に関するものである。

【背景技術】

【0002】

画像の階調を補正・変換する階調変換関数や、画像の形状を補正・変形する幾何変換関数は、画像の座標位置を変数とする大域関数や局所関数によって近似することができ、その多くは多項式や射影変換のような有理多項式で表現される。ただし、局所関数で近似できる場合でも、該局所関数の適用領域をきちんと定めて、該局所関数を領域境界で切り換えるのは困難である。そこで画像の補正や変形等を行うデータ処理では、局所関数値をある画素間隔ごとの格子点で評価した値をＬＵＴ（ルックアップテーブル）に保持し、該ＬＵＴから読み出した格子点の関数値を補間して、補正値や変形値として用いることが一般的に行われている。

【0003】

ＬＵＴに格納するデータは、実時間で計算する必要がないため、複雑な演算を要する高次の多項式や各種関数を用いてなるべく高精度に計算されて生成されている。それに対し、ＬＵＴから読み出したデータの補間処理等は、実時間で行う必要があるため、特許文献１に記載されているように、１次補間または３次補間を行うのが一般的である。また、特許文献２には、１次補間と３次補間の中間の性能および演算規模となる２次補間に関する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－８１４７７号公報

【文献】特表平９－５１１０７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、高次の多項式で補間しようとすれば、乗算や加算を何回も行う必要がある上に、該多項式の係数を実時間で計算する必要がある。そのため、回路構成は大規模になってしまう。例えば映像機器では、画素レートと演算回路の動作周波数とがほぼ同じであり、画素毎に演算を行うには、演算式に現れる乗算回数と同じだけの乗算器が必要になる。近年は、８Ｋ×４Ｋなどの高解像度映像が登場し、演算回路の動作周波数より画素レートの方が高い状況では演算回路を並列駆動する必要があり、さらに回路規模ならびに消費電力が大きくなる。

【0006】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、高精度なデータ変換をより低い消費電力で実現可能とする技術を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述の問題点を解決するため、本発明に係るデータ処理装置は以下の構成を備える。すなわち、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）と補間演算とを利用して入力データから出力データを算出するデータ処理装置は、
隣接する２つの入力データ範囲に対応し、前記ＬＵＴにおける間隔が互いに異なる少なくとも２つの補間範囲を決定する範囲決定手段と、
前記少なくとも２つの補間範囲それぞれに対して、前記ＬＵＴを参照して３つの参照データを生成する第１の生成手段と、
前記少なくとも２つの補間範囲それぞれに対して、前記第１の生成手段により生成された３つの参照データに基づいて前記補間演算に用いる二次補間関数の係数を生成する第２の生成手段と、
入力データに対応する補間範囲に対して前記第２の生成手段により生成された係数を用いた前記補間演算を行うことにより出力データを算出する補間演算手段と、
を有し、
前記第１の生成手段は、前記少なくとも２つの補間範囲それぞれにおける二次補間関数が該少なくとも２つの補間範囲の境界で滑らかに接続されるような前記３つの参照データを生成し、
前記第１の生成手段は、間欠的に動作するように構成される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、高精度なデータ変換をより低い消費電力で実現可能とする技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係るデータ処理装置の構成を示す図である。

【図2】二次補間処理の概念を説明する図である。

【図3】不等格子間隔二次補間処理の概念を説明する図である。

【図4】係数演算部の構成を示す図である。

【図5】第１実施形態における係数演算部の処理を示すフローチャートである。

【図6】第２実施形態における係数演算部の処理を示すフローチャートである。

【図7】二次補間処理の他の例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0011】

（第１実施形態）
本発明に係るデータ処理装置の第１実施形態として、画像データを処理するデータ処理装置を例に挙げて以下に説明する。以下では、データ処理としてガンマ補正などで用いられる画像データの階調変換処理を想定して説明する。その場合、後述の入力データおよび出力データは、画像データを構成する画素の画素値（例えばＲＧＢ成分値）である。ただし、データ処理として画像形状を補正・変形する処理などにも適用可能である。その場合、後述の入力データおよび出力データは、画像データを構成する画素の座標値である。

【0012】

＜装置構成＞
図１は、第１実施形態に係るデータ処理装置１００の構成を示す図である。図１（Ａ）はデータ処理装置１００の機能構成を示し、図１（Ｂ）はデータ処理装置１００のハードウェア構成を示している。

【0013】

データ処理装置１００は、入力データ１０に対してデータ処理を施し出力データ１５に変換する装置である。すなわち、入力データ１０である画像データを構成する画素値に対してガンマ変換処理を行い出力データ１５の画素値を生成する。入力データ１０は、例えば、画像データ、画像の輝度や座標等のデータである。

【0014】

参照データ保存部１０１は、入力データ１０と出力データ１５との関係をテーブルデータ（ＬＵＴ）として格納している。例えば、ガンマ補正の入出力関係を離散値のデータとして格納している。ＬＵＴは保存参照データ１３として係数演算部１０３に供給される。

【0015】

補間範囲決定部１０２は、後述するデータ補間処理を実行するために、入力データ１０に応じた二次補間関数の係数（二次関数係数１４）の算出に必要な補間範囲を決定し、参照アドレス１２として出力する。

【0016】

係数演算部１０３は、参照アドレス１２と保存参照データ１３とに基づいて二次関数係数１４を算出する。詳細は後述するが、係数演算部１０３における二次関数係数１４の生成には、ＬＵＴに記録された参照データを基に新たな参照データを生成することが含まれる。

【0017】

補間演算部１０４は、二次関数係数１４によって表現される二次近似曲線を基に補間処理演算を行うことにより、入力データ１０から出力データ１５を生成する。

【0018】

図４は、係数演算部の構成を示す図であり、図４（Ａ）は第１実施形態における係数演算部１０３の構成を示している。

【0019】

参照データ更新部２０１は、後述する手法により、保存参照データ１３を基にした演算を行うことで、保存参照データ１３に含まれていない参照データを生成し、更新参照データ２１を出力する。参照データの生成については後述する。

【0020】

更新参照データ保持部２０２は、更新参照データ２１を保持し、データ選択部２０３に更新参照データ２１を提供する。

【0021】

データ選択部２０３は、補間範囲決定部１０２から受信した参照アドレス１２に基づいて、更新参照データ保持部２０２から対応する更新参照データ２１を取得し係数データ演算部２０４に提供する。

【0022】

係数データ演算部２０４は、選択参照データ２３から二次関数係数１４を演算し出力する。二次関数係数１４は、画像の階調を補正・変換する階調変換関数を二次関数で近似した場合の係数データである。

【0023】

図１（Ｂ）に示すように、データ処理装置１００は、ＣＰＵ１１１、ＲＡＭ１１２、ＲＯＭ１１３、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）１１４、記録Ｉ／Ｆ１１５、表示Ｉ／Ｆ１１６等を有している。例えば、一般的なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が利用可能である。

【0024】

データ処理装置１００は、記録Ｉ／Ｆ１１５を介してハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体１２０と接続され、表示Ｉ／Ｆ１１６を介して液晶ディスプレイ等の表示装置１２１に接続されているとする。また、データ処理装置１００は、通信Ｉ／Ｆ１１４を介して、例えば撮像装置１３０や各種のＮＷ（ネットワーク）１３１にも接続可能となされている。

【0025】

ＲＯＭ１１３は、本実施形態に係るデータ処理プログラムを含む各種プログラム等を保持している。ＲＯＭ１１３のプログラムはＲＡＭ１１２に展開されてＣＰＵ１１１により実行される。ＲＡＭ１１２は、プログラムが展開される他、ＣＰＵ１１１の作業領域として使用され、入力された画像データや処理途中の画像データ等を一時的に記憶する。

【0026】

通信Ｉ／Ｆ１１４は、例えば撮像装置１３０やネットワーク１３１との間で通信を行う。例えば撮像装置１３０やネットワーク１３１から送られてきた画像データなどを、通信Ｉ／Ｆ１１４が受信すると、それら画像データは、ＣＰＵ１１１による制御の下で、一時的にＲＡＭ１１２に蓄積される。そして、それら画像データは、ＣＰＵ１１１により必要に応じて各種画像処理等が施された後、表示Ｉ／Ｆ１１６を介して表示装置１２１の画面上に表示されたり、記録Ｉ／Ｆ１１５を介して記録媒体１２０に記録されたりする。

【0027】

ＣＰＵ１１１は、データ処理装置１００における各種処理や制御を行い、また、本実施形態に係るデータ処理プログラム等を実行して、後述するようなデータ変換処理を含む各種の画像処理を行うことができる。

【0028】

なお、以下の説明では、図１（Ａ）に示すデータ処理装置１００の各機能部を、ＣＰＵ１１１によるソフトウェア処理で実現するものとして説明するが、１以上の機能部を専用回路等によるハードウェア処理により実現してもよい。

【0029】

＜二次補間処理の概要＞
まず、データ処理装置１００において行われるデータ補間処理の基本となる二次補間処理の理論について説明する。

【0030】

図２は、格子間隔が一定である場合の二次補間処理の概念を説明する図である。格子間隔とはＬＵＴにおける離散的な格子点間の間隔を意味する。

【0031】

図２において、Ｙ₁、Ｙ₂、Ｙ₃、Ｙ₄は、更新参照データ２１に含まれる離散データである。これらＹ₁、Ｙ₂、Ｙ₃、Ｙ₄はそれぞれ、Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃、Ｘ₄に対応する出力値である。Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃、Ｘ₄の格子間隔は一定（ＤＩＳ）となっている。

【0032】

また、補間範囲Ａ，Ｂは、隣接する２つの参照データの中点から次の中点までの範囲として決定される。そのため、補間範囲Ａ，Ｂの幅は格子間隔と一致している（すなわちＤＩＳ）。

【0033】

例えば、入力データ１０がＸ_inである場合、Ｘ_inに対応した最近傍の更新参照データ２１はＹ₂である。そして、Ｙ₂の近傍（前後）にある更新参照データ２１はＹ₁とＹ₃である。

【0034】

補間範囲は補間範囲決定部１０２により求められる。図２の例では、Ｙ₁とＹ₂との間の中点Ｍ₁から、Ｙ₂とＹ₃との間の中点Ｍ₂までが、補間範囲Ａとして算出される。この補間範囲Ａを求める際に用いられる３つの更新参照データ２１は、順にＹ（－１）＝Ｙ₁、Ｙ（０）＝Ｙ₂、Ｙ（１）＝Ｙ₃である。

【0035】

また、補間演算部１０４は、後述する２つの線分を算出して、当該２つの線分と中点Ｍ₁、Ｍ₂とを基に二次近似曲線を求める。補間演算部１０４は、求めた二次近似曲線を用いた補間処理を実行することにより、出力データ１５として補間出力データＹ_outを生成する。

【0036】

補間演算部１０４で実行される補間処理の理論式は以下の数式（１）で表される。なお、数式（１）中のｘは、補間範囲内における入力データ１０の相対位置を格子間隔（ＤＩＳ）で規格化した値（すなわち、ｘは０～１の値）である。また数式（１）中のＹは出力データ１５である。

【0037】

Ｙ＝（Ｃａ・ｘ＋Ｃｂ）・ｘ＋Ｃｃ ・・・（１）
ここで、Ｃａ＝（Ｙ（－１）－２・Ｙ（０）＋Ｙ（１））／２
Ｃｂ＝Ｙ（０）－Ｙ（－１）
Ｃｃ＝（Ｙ（－１）＋Ｙ（０））／２
補間演算部１０４は、数式（１）によって表現される二次近似曲線を基に補間処理を行う。二次近似曲線は、図２の補間範囲Ａでは、中点Ｍ₁並びに中点Ｍ₂を通り、かつ、Ｙ₁とＹ₂とを結ぶ線分並びにＹ₂とＹ₃とを結ぶ線分に接する曲線となる。

【0038】

補間範囲Ｂの二次近似曲線についても、補間範囲Ａの場合と同様にして求められる。すなわち、補間範囲Ｂでは、中点Ｍ₂並びに中点Ｍ₃を通り、かつ、Ｙ₂とＹ₃とを結ぶ線分並びにＹ₃とＹ₄とを結ぶ線分に接する曲線となる。

【0039】

つまり、隣接する２つの補間範囲（補間範囲Ａと補間範囲Ｂ）において、中点Ｍ₂およびＹ₂とＹ₃とを結ぶ線分は共通して使用される。そのため、当該２つの補間範囲の境界部において二次近似曲線は必ず滑らかに繋がることになる。

【0040】

ただし、当該二次近似曲線は、参照データを通らず、テーブルデータとして保持されている一連の参照データによって、入力データから出力データの変換特性が定まるものである。よって、データ処理装置１００では、あらかじめ決められた変換特性を実現したいガンマ変換等に好適なデータ補間を実現することができる。

【0041】

＜不等格子間隔における二次補間処理の概要＞
非線形性が強い関数（高次関数）によるデータ変換を、ＬＵＴと補間処理によって高精度に実現するためには、テーブルデータの格子間隔を狭くするか、あるいは高次の補間処理が必要となる。しかしながら、ＬＵＴにおける格子間隔が狭いほどデータ量は増大することになる。また、補間処理における近似曲線の次数が高くなるほど演算規模は増大することになる。そこで、少なくとも一部が不等格子間隔のＬＵＴを用いることによりテーブルデータのデータ容量の増大を抑制し、二次近似曲線による補間を行うことを考える。

【0042】

図３は、不等格子間隔における二次補間処理の概念を説明する図である。図示されるように、テーブルデータにおける格子間隔が不均等であり、入力データ範囲に応じて適用する格子間隔が変化する。

【0043】

このような不均等な格子間隔は、例えば非線形性が強い階調変換関数などに好適である。例えば、非線形性が強い低階調領域では狭い格子間隔を適用し、線形性が強い高階調領域では広い格子間隔を適用する。これにより、低階調から高階調までの全域の階調変換精度を高く維持したまま、テーブルデータ量を低減することが可能となる。

【0044】

ただしこの場合、上述の格子間隔が一定の場合と異なり、隣接する２つの補間範囲において、格子間隔並びに補間間隔が異なる状態になることがある。そのため、隣接する２つの補間範囲の二次近似曲線を滑らかに接続するための施策が必要となる。

【0045】

そこで、第１実施形態では、隣接する２つの補間範囲の二次近似曲線を滑らかに接続可能とするため、参照データ更新部２０１により新たな参照データを生成する。

【0046】

＜参照データの生成＞
上述したように、参照データ更新部２０１は、保存参照データ１３を基にした演算を行うことで、保存参照データ１３に含まれていない参照データを生成し、更新参照データ２１を出力する。具体的には、隣接する２つの補間範囲の境界部（つまり、図３の中点Ｍ₂）において、二次補間に用いる二次近似曲線が滑らかに繋がるような参照データを生成する。ここでは、数式（２）ならびに数式（３）を満たすような２つの参照データＹ₁’およびＹ₂’を生成する。

【0047】

Ｘ₂＋Ｘ₃＝Ｘ₁’＋Ｘ₂’
Ｙ₂＋Ｙ₃＝Ｙ₁’＋Ｙ₂’ ・・・（２）
数式（２）の１つ目の式は各々の入力データの中点が一致することを意味し、二つ目の式は各々の出力データの中点が一致することを意味する。ゆえに、数式（２）を満たすことで、補間範囲Ａ並びに補間範囲Ｂの境界部となる中点Ｍ₂の座標が一致することになる。そのため、両補間範囲を跨いだ場合であっても二次近似曲線は連続する（繋がる）ことになる。

【0048】

（Ｙ₃－Ｙ₂）／（Ｘ₃－Ｘ₂）＝（Ｙ₂’－Ｙ₁’）／（Ｘ₂’－Ｘ₁’）
Ｘ₃－Ｘ₂＝ＤＩＳ＿Ａ
Ｘ₂’－Ｘ₁’＝ＤＩＳ＿Ｂ ・・・（３）
数式（３）は隣接する参照データ間を結ぶ線分の傾きが同じであることを意味している。ゆえに、数式（３）を満たすことによって、補間範囲Ａ並びに補間範囲Ｂの境界部となる中点Ｍ₂の座標における、二次近似曲線の傾きを一致させることができる。

【0049】

上述の参照データ更新部２０１における処理を図３を参照して説明する。図３に示している各点のうち、□で表している点（Ｙ₁、Ｙ₂、Ｙ₃）並びに△で表している点（Ｙ₃’）はテーブルデータとして参照データ保存部１０１に予め保持されている。

【0050】

一方で、〇で表している点（Ｙ₁’、Ｙ₂’）は数式（２）および数式（３）から導出される数式（４）により、参照データ更新部２０１で生成される点である。

【0051】

Ｙ₁’＝（１／２）・［（Ｙ₂＋Ｙ₃）＋（ＤＩＳ＿Ｂ／ＤＩＳ＿Ａ）・（Ｙ₃－Ｙ₂）］
Ｙ₂’＝（１／２）・［（Ｙ₂＋Ｙ₃）－（ＤＩＳ＿Ｂ／ＤＩＳ＿Ａ）・（Ｙ₃－Ｙ₂）］ ・・・（４）
数式（４）を満たすことで、補間範囲Ａ並びに補間範囲Ｂの境界部となる中点Ｍ₂の座標における、二次近似曲線の傾きを一致させることができる。

【0052】

すなわち、不等格子間隔のテーブルデータから、隣接する２つの補間範囲の二次近似曲線を滑らかに接続可能とする参照データを生成することが出来る。

【0053】

なお、テーブルデータを選択する際並びに相対位置ｘを算出する際並びに数式（４）の関係式の演算負荷を軽減するため、各格子間隔は、２のべき乗の関係にあることが望ましい。ただし、２のべき乗の関係に限定されるものではない。

【0054】

さらに図３で示している格子間隔において、ＤＩＳ＿ＢがＤＩＳ＿Ａの２倍である例を図示しているが、格子間隔の関係はこれに限定されるものではない。例えば３倍、４倍、あるいは０．５倍、０．２５倍などでもよい。

【0055】

また、数式（４）において、Ｙ₂とＹ₃からＹ₁’とＹ₂’を生成する例を示しているが、これに限ったものではない。例えば、Ｙ₁’とＹ₂’からＹ₂とＹ₃を生成してもよい。その際は、数式（２）および数式（３）を基にしてＹ₂とＹ₃について解いた算出式を用いればよい。

【0056】

さらには、テーブルデータの保持の仕方に関しても上述の例に限定されない。例えば、図７は、参照データ更新部２０１における処理の概念の別の例を説明する図である。図７に示している各点のうち、□で表している点（Ｙ₁、Ｙ₂）、並びに、△で表している点（Ｙ₂’、Ｙ₃’）はテーブルデータとして参照データ保存部１０１に予め保持されている。

【0057】

一方で、〇で表している点（Ｙ₃、Ｙ₁’）は数式（２）および数式（３）から導出される数式（５）により、参照データ更新部２０１で生成される。
Ｙ₃ ＝（１／（ＤＩＳ＿Ａ＋ＤＩＳ＿Ｂ））・［２・ＤＩＳ＿Ａ・Ｙ₂’＋（ＤＩＳ＿Ｂ－ＤＩＳ＿Ａ）・Ｙ₂］
Ｙ₁’＝（１／（ＤＩＳ＿Ａ＋ＤＩＳ＿Ｂ））・［ＤＩＳ＿Ａ－ＤＩＳ＿Ｂ）・Ｙ₂’＋２・ＤＩＳ＿Ｂ・Ｙ₂］ ・・・（５）

【0058】

＜装置の動作＞
上述した係数演算部１０３での処理動作（すなわち、参照データの生成および二次近似曲線の係数算出）は、常時実行する必要はなく、間欠的に実行すれば足りるものである。そのため、係数演算部１０３を間欠的に動作させることにより消費電力の低減が可能となる。そこで、係数演算部１０３における処理の少なくとも一部を、演算開始信号が入力されたタイミングで実施するよう構成する。特に、第１実施形態では、係数演算部１０３における参照データ更新部２０１と更新参照データ保持部２０２の処理を演算開始信号が入力されたタイミングで実施する形態について説明する。なお、演算開始信号は、参照データ保存部１０１に保存されたテーブルデータが更新された際、あるいは、フレーム毎などのタイミングで外部（上位で動作するアプリケーションなど）から入力される信号である。

【0059】

図５は、第１実施形態におけるデータ処理装置１００が実行する処理のフローチャートである。係数演算部１０３で実施される処理は、演算開始信号１１の入力を基に実施される処理（Ｓ５０１～Ｓ５０５）と、参照アドレス１２の入力に基づき実施される処理（Ｓ５０６～Ｓ５０８）とに区別される。以下、図４（Ａ）、図５を用いてそれぞれの処理の内容を順に説明する。

【0060】

ステップＳ５０１では、参照データ更新部２０１は、演算開始信号１１を受けとったかどうかの判定を行う。演算開始信号１１を受けとった場合、Ｓ５０２に進む。なお、演算開始信号１１を受け取らなかった場合は、演算開始信号１１の受け取りを待機する。すなわち、演算開始信号１１を受け取るまで、参照データ更新部２０１と更新参照データ保持部２０２は動作しない。

【0061】

ステップＳ５０２では、参照データ更新部２０１は、すべての補間範囲に対応する保存参照データ１３を参照するためのアドレスを生成し、ステップＳ５０３では、参照データ更新部２０１は、逐次に保存参照データ１３を取得する。

【0062】

ステップＳ５０４では、参照データ更新部２０１は、取得した保存参照データ１３を基に、上述した参照データ生成の方法に従って、更新参照データ２１を生成する。例えば図３では、保存参照データ１３はＹ₂（ＤＩＳ＿Ａ）、Ｙ₃（ＤＩＳ＿Ａ）、Ｙ₃’（ＤＩＳ＿Ｂ）である。また、更新参照データ２１はＹ₁’（ＤＩＳ＿Ｂ）、Ｙ₂’（ＤＩＳ＿Ｂ）、Ｙ₃’（ＤＩＳ＿Ｂ）である。つまりここでは、更新参照データ２１は１つの補間範囲に対して３個存在する。

【0063】

ステップＳ５０５では、更新参照データ保持部２０２は、すべての補間範囲に対応する更新参照データ２１をすべて保持する。例えば、補間範囲の数が１０個で、更新参照データ２１のビット幅が１１ビットの場合、３×１０×１１ビットのデータが保持されることになる。

【0064】

ステップＳ５０６では、データ選択部２０３は、参照アドレス１２が入力されたかどうかの判定を行う。参照アドレス１２が入力された場合、Ｓ５０７に進む。なお、参照アドレス１２を受け取らなかった場合は、参照アドレス１２の受け取りを待機する。すなわち、参照アドレス１２を受け取るまで、データ選択部２０３と係数データ演算部２０４は動作しない。

【0065】

ステップＳ５０７では、データ選択部２０３は、入力データ１０に対応する参照アドレス１２に従って、更新参照データ保持部２０２に保持されている保持更新参照データ２２から選択参照データ２３を選択し出力する。

【0066】

例えば、入力データ１０に基づき補間範囲決定部１０２が決定した補間範囲が図３の補間範囲Ａである場合、得られる選択参照データ２３はＹ（－１）＝Ｙ₁、Ｙ（０）＝Ｙ₂、Ｙ（１）＝Ｙ₃である。一方、補間範囲Ｂである場合、得られる選択参照データ２３はＹ（－１）＝Ｙ₁’、Ｙ（０）＝Ｙ₂’、Ｙ（１）＝Ｙ₃’である。

【0067】

ステップＳ５０８では、係数データ演算部２０４は、数式（１）に基づいて選択参照データ２３（Ｙ（－１）、Ｙ（０）、Ｙ（１））から二次関数係数１４（Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ）を演算し出力する。

【0068】

上述のように、参照データ更新部２０１と更新参照データ保持部２０２は演算開始信号１１が入力された場合にのみ動作する。そのため、それらの消費電力を低減することができる。演算開始信号１１は、入力データが入力される期間以外かつ入力データの入力開始前までに参照データ更新部２０１および更新参照データ保持部２０２の処理が完了できるように入力される。

【0069】

上述したように、例えば、演算開始信号１１は、参照データ保存部１０１のテーブルデータが更新された場合に入力される。また、動画像を構成するフレーム画像毎に参照データの更新を行う場合には、非画像入力期間（Ｖブランキング）に合わせて入力される。また、水平走査間の非画像入力期間（Ｈブランキング）に合わせて入力するよう構成してもよい。

【0070】

以上説明したとおり第１実施形態によれば、不等格子間隔のテーブルデータと二次補間処理とを利用することにより、テーブルデータのデータ量を低減しつつデータ処理を高精度かつ少ない演算量で実現可能となる。特に、係数演算部１０３における更新参照データの生成動作を間欠的に行うことにより消費電力の増加を抑制することが可能となる。

【0071】

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、係数演算部１０３における消費電力をより低減する形態について説明する。データ処理装置１００の全体構成は第１実施形態と同様であるが、係数演算部１０３の構成が第１実施形態とは異なる。

【0072】

図４（Ｂ）は、第２実施形態における係数演算部１０３の構成を示している。第１実施形態（図４（Ａ））とは、係数データ演算部２０４の論理的な位置が異なるとともに、更新参照データ保持部２０２の代わりに係数データ保持部２０５が配置される。

【0073】

特に、第２実施形態では、数演算部１０３における参照データ更新部２０１、係数データ演算部２０４、係数データ保持部２０５の処理を演算開始信号が入力されたタイミングで実施する形態について説明する。

【0074】

＜装置の動作＞
図６は、第２実施形態におけるデータ処理装置１００が実行する処理のフローチャートである。係数演算部１０３で実施される処理は、演算開始信号１１の入力を基に実施される処理（Ｓ６０１～Ｓ６０６）と、参照アドレス１２の入力に基づき実施される処理（Ｓ６０７～Ｓ６０８）とに区別される。以下、図４（Ｂ）、図６を用いてそれぞれの処理の内容を順に説明する。

【0075】

ステップＳ６０１では、参照データ更新部２０１は、演算開始信号１１を受けとったかどうかの判定を行う。演算開始信号１１を受けとった場合、Ｓ６０２に進む。なお、演算開始信号１１を受け取らなかった場合は、演算開始信号１１の受け取りを待機する。すなわち、演算開始信号１１を受け取るまで、参照データ更新部２０１、係数データ演算部２０４、係数データ保持部２０５は動作しない。

【0076】

ステップＳ６０２では、参照データ更新部２０１は、すべての補間範囲に対応する保存参照データ１３を参照するためのアドレスを生成し、ステップＳ６０３では、参照データ更新部２０１は、逐次に保存参照データ１３を取得する。

【0077】

ステップＳ６０４では、参照データ更新部２０１は、取得した保存参照データ１３を基に、上述した参照データ生成の方法に従って、更新参照データ２１を生成する。例えば図３では、保存参照データ１３はＹ₂（ＤＩＳ＿Ａ）、Ｙ₃（ＤＩＳ＿Ａ）、Ｙ₃’（ＤＩＳ＿Ｂ）である。また、更新参照データ２１はＹ₁’（ＤＩＳ＿Ｂ）、Ｙ₂’（ＤＩＳ＿Ｂ）、Ｙ₃’（ＤＩＳ＿Ｂ）である。つまりここでは、更新参照データ２１は１つの補間範囲に対して３個存在する。

【0078】

ステップＳ６０５では、係数データ演算部２０４は、数式（１）に基づいて更新参照データ２１から仮二次関数係数２４を演算し出力する。そして、ステップＳ６０６では、係数データ保持部２０５は、すべての補間範囲に対応する仮二次関数係数２４をすべて保持する。例えば、補間範囲の数が１０個で、仮二次関数係数２４のビット幅が１３ビットの場合、３×１０×１３ビットのデータが保持されることになる。

【0079】

ステップＳ６０７では、データ選択部２０３は、参照アドレス１２が入力されたかどうかの判定を行う。参照アドレス１２が入力された場合、Ｓ６０８に進む。なお、参照アドレス１２を受け取らなかった場合は、参照アドレス１２の受け取りを待機する。すなわち、参照アドレス１２を受け取るまで、データ選択部２０３は動作しない。

【0080】

ステップＳ６０８では、データ選択部２０３は、入力データ１０に対応する参照アドレス１２に従って、係数データ保持部２０５に保持されている保持二次関数係数２５から二次関数係数１４を選択し出力する。

【0081】

以上説明したとおり第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、不等格子間隔のテーブルデータと二次補間処理とを利用することにより、テーブルデータのデータ量を低減しつつデータ処理を高精度かつ少ない演算量で実現可能となる。特に、係数演算部１０３における更新参照データの生成動作および二次関数係数の演算動作を間欠的に行うことにより消費電力の増加を抑制することが可能となる。すなわち、第１実施形態と比較すると、係数演算部１０３において保持するデータ量が若干増えるものの、より消費電力を低減することが可能となる。

【0082】

（変形例）
上述の各実施形態では入力データが１つの場合について説明した。しかし、例えば画素のＲＧＢ成分値など３つの入力データに対して補間処理を実施する場合にも適用可能である。また、ＲＧＢそれぞれにおける補間カーブが同一である場合、３つの入力データに対して１つの回路を共有する構成とすることで回路規模を削減することが可能である。たとえば、第１実施形態では、参照データ更新部２０１および更新参照データ保持部２０２を共有するとよい。また、第２実施形態では、参照データ更新部２０１、係数データ演算部２０４、係数データ保持部２０５を共有するとよい。さらに、共有する回路は非画像入力期間に演算を完了させればよいため、マルチサイクルでの演算を実施することでさらに回路規模を削減することが可能である。

【0083】

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

【0084】

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

【符号の説明】

【0085】

１０ 入力データ； １１ 演算開始信号； １２ 参照アドレス； １３ 保存参照データ； １４ 二次関数係数； １５ 出力データ； １００ データ処理装置； １０１ 参照データ保存部； １０２ 補間範囲決定部； １０３ 係数演算部； １０４ 補間演算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】