JP2016163099A - Image processor and image display device - Google Patents

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裕紀 下田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To display an image of high quality while suppressing image dignity from decreasing by optimizing operation for gradation conversion processing according to a state of a noise component when performing processing to make an image light while emphasizing a local contrast by performing gradation conversion processing on an input image signal.SOLUTION: A gradation conversion part (15) of an image processor (100) includes: a first illumination light distribution calculation part which calculates a distribution of first illumination light intensities by averaging lightness of respective pixels in a first predetermined region of an input image signal; and a first correction coefficient calculation part which maintains a certain level in a region in which a gradation value of first illumination light intensity is less than a predetermined threshold for each pixel of the input image signal. A first correction coefficient calculation part varies a first correction coefficient less than the threshold according to average brightness that an average brightness detection part (13) detects.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、画像処理装置および画像表示装置に関し、より詳細には、画像処理装置および画像表示装置に関する。   The present invention relates to an image processing device and an image display device, and more particularly to an image processing device and an image display device.

近年、液晶パネルを用いた液晶表示装置の高画質化の一環として、いわゆる2K1K画像と呼ばれるFHD(Full High Definition)画像(例えば1920画素×1080画素前後)よりも解像度の高い4K2K画像(例えば4096×2160画素)を表示可能な高解像度液晶パネルを用いた液晶表示装置が提供されている。また、更なる高解像度化の要望も高く、4K2K画像の縦横2倍の画素を有する、いわゆる8K4K画像を表示可能な液晶表示装置も発表されている。
しかしながら、現状では8K4K画像を表示可能とするための回路構成が大きく、コストアップの要因となっている。このような問題を改善するために、4K2Kの解像度をもつ液晶パネルで疑似的に8K4K画像相当の画像を表示する、いわゆる疑似8K4K表示が可能な液晶表示装置が検討されている。
In recent years, as part of improving the image quality of a liquid crystal display device using a liquid crystal panel, a 4K2K image (for example, 4096 ×) having a resolution higher than that of a so-called 2K1K image called a FHD (Full High Definition) image (for example, around 1920 × 1080 pixels). A liquid crystal display device using a high-resolution liquid crystal panel capable of displaying 2160 pixels) is provided. In addition, there is a strong demand for higher resolution, and a liquid crystal display device capable of displaying a so-called 8K4K image having pixels twice as long as a 4K2K image has been announced.
However, at present, the circuit configuration for enabling the display of 8K4K images is large, which causes an increase in cost. In order to solve such a problem, a liquid crystal display device capable of so-called pseudo 8K4K display, in which an image equivalent to an 8K4K image is displayed on a liquid crystal panel having a 4K2K resolution, has been studied.

上記のように画像信号の受信側である液晶表示装置の高解像度化が進む中で、送信側の状況を見ると、リアルな4Kおよび8K解像度をもつコンテンツは少なく、FHD以下の解像度を有する画像を如何にして拡大し、4Kもしくは8K解像度の高画質で表示させることができるかが課題となっている。   As the resolution of the liquid crystal display device on the image signal receiving side is increasing as described above, when looking at the situation on the transmitting side, there are few contents with realistic 4K and 8K resolutions, and images with resolutions below FHD The problem is how to enlarge the image so that it can be displayed with high image quality of 4K or 8K resolution.

このような課題に対して、所謂スーパーレゾルーション(超解像)処理による高画質化処理が行われている。超解像処理は、液晶表示装置内にアップスケーラを搭載し、入力画像の解像度を変換して足りない画素を補間し、このときに高域成分を強調して高精細化を図るものとされる。また、超解像処理以外にも、表示画像を明るくするともにコントラスト感を向上させて高画質化を図る所謂ピクセルデミングと呼ばれる階調変換処理が実用化されている。   In response to such a problem, a high image quality process is performed by a so-called super resolution process. Super-resolution processing is equipped with an upscaler in the liquid crystal display device, which converts the resolution of the input image to interpolate the missing pixels, and at this time emphasizes the high frequency components to achieve high definition. The In addition to the super-resolution process, a so-called pixel deming gradation conversion process for increasing the image quality by brightening the display image and improving the contrast feeling has been put into practical use.

図18は、ピクセルデミングによる階調変換処理の概念を説明するための図である。ピクセルデミングの階調変換処理では、2段階で階調変換を行うことにより、高画質化を図っている。図18(A)は、入力画像信号の階調を概略的に示すもので、横軸は、画像内における画素の位置であり、縦軸は、画像信号の画素値(階調値)を示している。
ここでは、画像信号内における低階調領域の階調分布Lと、高階調領域の階調分布Hを同時に示している。低階調領域とは、12ビットの4096階調で画像信号が表現されるときに、例えば0−255階調までの低い階調領域とし、高階調領域は、例えば2600階調以上の高い階調領域であるものとする。
FIG. 18 is a diagram for explaining the concept of gradation conversion processing by pixel dimming. In the pixel dimming gradation conversion process, gradation conversion is performed in two stages to improve image quality. FIG. 18A schematically shows the gradation of the input image signal, the horizontal axis indicates the position of the pixel in the image, and the vertical axis indicates the pixel value (gradation value) of the image signal. ing.
Here, the gradation distribution L in the low gradation area and the gradation distribution H in the high gradation area in the image signal are shown simultaneously. The low gradation region is a low gradation region up to, for example, 0-255 gradation when an image signal is expressed in 4096 gradations of 12 bits, and the high gradation region is a high gradation of, for example, 2600 gradations or more. It is assumed that it is a key area.

図18(B)は、2段階の階調変換のうちの1段目の階調変換処理後の画像を示す。1段階目の階調変換では、画素の階調に補正係数(第1補正係数)を乗算して階調変換し、階調を持ち上げる。第1補正係数は、注目画素とその周囲の所定領域の画素の画素値を平均した値に基づき定められている。このときに例えば所定の低階調領域で最も大きい第1補正係数を付与し、最高階調へ向けてその値が小さくなる第1補正係数を付与する。最高階調では、補正係数が1となり、最高階調付近では階調が殆ど変化しなくなる。   FIG. 18B shows an image after gradation conversion processing at the first stage of the two stages of gradation conversion. In gradation conversion at the first stage, gradation conversion is performed by multiplying the gradation of a pixel by a correction coefficient (first correction coefficient) to increase the gradation. The first correction coefficient is determined based on a value obtained by averaging pixel values of a pixel of interest and pixels in a predetermined region around the target pixel. At this time, for example, the largest first correction coefficient is applied in a predetermined low gradation region, and the first correction coefficient that decreases in value toward the highest gradation is applied. At the highest gradation, the correction coefficient is 1, and the gradation hardly changes near the highest gradation.

この場合、図18(B)に示すように、低階調領域の階調分布Lは、入力画像信号に対して所定量の第1補正係数が乗算されて階調が持ち上げられる。一方、高階調領域Hの階調分布Hは、この例では殆ど変化しない。一段目の階調変換では、低諧調領域の局所的な細かい画素値変動の状態を維持することで、局所的なコントラストを維持しながら、画像を明るくすることができる。   In this case, as shown in FIG. 18B, the gradation distribution L in the low gradation area is raised by multiplying the input image signal by a predetermined amount of the first correction coefficient. On the other hand, the gradation distribution H of the high gradation area H hardly changes in this example. In the first-stage gradation conversion, it is possible to brighten the image while maintaining local contrast by maintaining the state of local fine pixel value fluctuation in the low gradation area.

図18(C)は、2段目の階調変化処理後の画像を示す。2段目の階調変換処理では、画第1補正係数で階調変換した画像の階調に対して第2補正係数を乗算する。第2補正係数は、入力画素値を小さくする1以下の値であり、入力画素が低階調になるほど小さい値をもつ補正係数である。2段階目の階調変換では、1段目の階調変換で維持した局所的なコントラストを強調し、視認性を向上させる。
上記のような処理により、暗部領域の視認性を改善し、コントラスト感を向上させる画質改善処理が行われる。
FIG. 18C shows an image after the second-stage gradation change process. In the second-stage gradation conversion processing, the gradation of the image subjected to gradation conversion with the first image correction coefficient is multiplied by the second correction coefficient. The second correction coefficient is a value of 1 or less that decreases the input pixel value, and has a smaller value as the input pixel becomes lower in gradation. In the second gradation conversion, the local contrast maintained by the first gradation conversion is enhanced to improve visibility.
Through the processing as described above, image quality improvement processing is performed to improve the visibility of the dark area and improve the contrast.

画像の高画質化処理に係る技術として、例えば特許文献1には、従来に比べてノイズ成分に対するエンハンス処理を抑えることができると共に、ノイズ成分の少ない入力画像に対して十分なエンハンス処理を行うことを目的とした映像信号処理装置が開示されている。この映像信号処理装置は、入力映像信号に対してノイズリダクション処理を行うノイズリダクション処理部と、ノイズリダクション処理の程度を示すノイズリダクション量を検出するノイズリダクション量検出部と、ノイズリダクション処理後の映像信号に残存する残存ノイズ量を検出する残存ノイズ量検出部と、ノイズリダクション量および残存ノイズ量のうち少なくともノイズリダクション量に基づいて、エンハンス処理の程度を示すエンハンス量を決定するエンハンス量決定部と、エンハンス量決定部によって決定されたエンハンス量に基づいて、ノイズリダクション処理後の映像信号に対してエンハンス処理を行うエンハンス処理部とを備える。   As a technique related to image quality enhancement processing, for example, in Patent Document 1, enhancement processing for noise components can be suppressed as compared to the conventional technology, and sufficient enhancement processing is performed on an input image with less noise components. A video signal processing apparatus for the purpose is disclosed. This video signal processing apparatus includes a noise reduction processing unit that performs noise reduction processing on an input video signal, a noise reduction amount detection unit that detects a noise reduction amount indicating the degree of noise reduction processing, and a video after the noise reduction processing A residual noise amount detection unit that detects a residual noise amount remaining in the signal, and an enhancement amount determination unit that determines an enhancement amount indicating a degree of enhancement processing based on at least the noise reduction amount of the noise reduction amount and the residual noise amount; And an enhancement processing unit that performs enhancement processing on the video signal after the noise reduction processing based on the enhancement amount determined by the enhancement amount determination unit.

また、特許文献2には、像の鮮鋭感およびS/N比を保ってコントラストを補正することを目的とした映像補正回路および映像表示装置が開示されている。映像補正回路には、平均輝度レベル算出回路とヒストグラム算出回路とを設ける。平均輝度レベル算出回路で算出された平均輝度レベル値と、ヒストグラム算出回路で算出された輝度レベルのヒストグラムとに応じて、NR回路による映像信号のノイズ成分の低減度合を規定するノイズリダクション強度値、およびコントラスト補正回路によるコントラスト補正に用いられる階調補正係数を映像処理コントローラによって設定する。   Patent Document 2 discloses a video correction circuit and a video display device that are intended to correct contrast while maintaining the sharpness and S / N ratio of an image. The video correction circuit is provided with an average luminance level calculation circuit and a histogram calculation circuit. A noise reduction intensity value that defines the degree of noise component reduction of the video signal by the NR circuit according to the average brightness level value calculated by the average brightness level calculation circuit and the brightness level histogram calculated by the histogram calculation circuit; The tone correction coefficient used for contrast correction by the contrast correction circuit is set by the video processing controller.

また、特許文献3には、表示されている画像が動画または静止画であるかを判定し、動画または静止画に最適な画像処理、特に静止画のコントラストを向上させて高画質な静止画像を得る画像処理を行うための画像表示装置等が開示されている。画像処理装置は、比較するフレーム間における画像の輝度分布の変化量を算出する輝度分布変化量算出部と、輝度分布の変化量に基づいて前記画像が動画および静止画の何れかの画像であるかを判定する動画静止画判定部と、動画静止画判定部の判定結果に基づいて所定の階調補正処理を行う階調補正処理部と、階調補正処理された画像を表示する表示部とを有する。   In Patent Document 3, it is determined whether a displayed image is a moving image or a still image, and image processing suitable for the moving image or the still image, in particular, the contrast of the still image is improved to obtain a high-quality still image. An image display device or the like for performing obtained image processing is disclosed. The image processing apparatus includes: a luminance distribution change amount calculation unit that calculates a change amount of the luminance distribution of the image between frames to be compared; and the image is either a moving image or a still image based on the change amount of the luminance distribution. A moving image still image determining unit that determines whether or not, a gradation correction processing unit that performs predetermined gradation correction processing based on a determination result of the moving image still image determination unit, and a display unit that displays an image subjected to the gradation correction processing Have

特開2009−44487号公報JP 2009-44487 A 特開2010−220030号公報JP 2010-22030 A 特許第3660142号公報Japanese Patent No. 3660142

ピクセルデミングの特性上、画像信号の低階調領域を一度持ち上げてからコントラストを拡張するため、入力された画像信号にノイズが含まれていると、通常のシャープネス処理と異なり、低階調領域でのノイズ成分がより拡張されることになり、映像品位が低下する。従って、ピクセルデミングによる階調変換処理を行う回路の前で、画像信号からノイズを十分に除去する必要がある。   Due to the characteristics of pixel demming, the contrast is expanded after the low gradation area of the image signal is lifted once, so if noise is included in the input image signal, unlike normal sharpness processing, The noise component is further expanded, and the video quality is lowered. Therefore, it is necessary to sufficiently remove noise from the image signal before a circuit that performs gradation conversion processing by pixel deming.

具体例として、低階調領域の階調変換において、4096階調で現される入力画像信号に対して、0〜255階調の範囲の低階調領域に第1補正係数を乗算して階調変換し、階調値を持ち上げる。このとき本来では、0階調付近のノイズ成分はそのレベルが小さく目立ち難いが、低階調領域を階調変換によって持ち上げることにより、ノイズ成分の階調も持ち上げられて視認しやすくなる。そしてそのノイズ成分についても局所的なコントラストを維持したままコントラストが拡張されるため、ノイズ成分がより目立つようになる。
すなわち、入力画像信号にノイズ成分が含まれていると、ピクセルデミング処理を行うことにより、低階調領域におけるノイズ成分がより拡張されることになり、画像品位が低下するという課題がある。
As a specific example, in the gradation conversion of the low gradation area, an input image signal represented by 4096 gradations is multiplied by a first correction coefficient to the low gradation area in the range of 0 to 255 gradations. Tone conversion and raising the gradation value. At this time, the noise component in the vicinity of the 0th gradation is low in level and hardly noticeable. However, by raising the low gradation area by gradation conversion, the gradation of the noise component is also raised and is easily visible. Since the noise component is expanded while maintaining the local contrast, the noise component becomes more conspicuous.
That is, if the input image signal includes a noise component, the noise component in the low gradation region is further expanded by performing pixel deming processing, and there is a problem that the image quality is lowered.

特許文献1〜3には、表示画像の高画質化を目的とした画像処理技術が開示されているが、上記のように、低階調領域の画像の明るさを最適化し局所コントラストを強調して高画質化を図るための技術に適用されるものではない。   Patent Documents 1 to 3 disclose image processing techniques aimed at improving the image quality of displayed images. As described above, the brightness of an image in a low gradation region is optimized to enhance local contrast. Therefore, it is not applied to a technique for improving image quality.

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、入力画像信号に階調変換処理を行って局所的コントラストを強調しつつ画像を明るくする処理を行う際に、ノイズ成分の状態に応じて階調変換処理の動作を最適化することで、画像品位の低下を抑えて高画質の画像表示を行うことができるようにした画像処理装置および画像表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in performing a process of brightening an image while performing a gradation conversion process on an input image signal to enhance a local contrast, the noise component state is obtained. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an image processing apparatus and an image display apparatus that can perform high-quality image display while suppressing deterioration in image quality by optimizing the operation of gradation conversion processing accordingly. .

上記課題を解決するために、本発明の第1の技術手段は、入力画像信号の画素ごとに、画素の周囲の第1の所定領域内の各画素の明るさを平均化して、被写体の反射光の強度を示す指標となる第1の照明光強度を算出し、入力画像信号の前記第1の照明光強度の分布を算出する第1照明光分布算出部と、前記入力画像信号の画素ごとに、前記第1照明光強度の階調値が所定の閾値未満の領域では一定のレベルを維持し、前記第1照明光強度の階調値が前記閾値以上の領域では前記第1照明光の階調値が増大するに従って値が減少する第1補正係数を算出する第1補正係数算出部と、前記第1補正係数により補正した画像信号から、前記第1の所定領域より小さい第2の所定領域の各画素の明るさを平均化して第2の照明光強度の分布を算出する第2照明光分布算出部と、前記第2照明光強度の階調値が減少するほど、値が減少する第2補正係数を算出する第2補正係数算出部と、前記第1補正係数および前記第2補正係数を入力画像信号に適用して階調変換を行う階調変換処理部と、を有する画像処理装置であって、入力映像信号のフレームごとの平均輝度を検出する平均輝度検出部を備え、前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度検出部が検出した平均輝度に従って、前記閾値未満の第1補正係数の値を変化させること、を特徴としたものである。   In order to solve the above-described problem, the first technical means of the present invention averages the brightness of each pixel in the first predetermined area around the pixel for each pixel of the input image signal, and reflects the subject. A first illumination light distribution calculating unit that calculates a first illumination light intensity serving as an index indicating light intensity and calculating a distribution of the first illumination light intensity of the input image signal; and for each pixel of the input image signal Furthermore, a constant level is maintained in a region where the gradation value of the first illumination light intensity is less than a predetermined threshold value, and the first illumination light intensity is maintained in a region where the gradation value of the first illumination light intensity is greater than or equal to the threshold value. A first correction coefficient calculation unit that calculates a first correction coefficient that decreases as the gradation value increases, and a second predetermined smaller than the first predetermined area from the image signal corrected by the first correction coefficient. The brightness of each pixel in the region is averaged to calculate the second illumination light intensity distribution A second illumination light distribution calculating section; a second correction coefficient calculating section for calculating a second correction coefficient that decreases as the gradation value of the second illumination light intensity decreases; the first correction coefficient; A gradation conversion processing unit that performs gradation conversion by applying a second correction coefficient to the input image signal, and an average luminance detection unit that detects an average luminance for each frame of the input video signal. The first correction coefficient calculation unit changes the value of the first correction coefficient less than the threshold according to the average luminance detected by the average luminance detection unit.

第2の技術手段は、第1の技術手段において、前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度が相対的に低い画像信号では、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に低くすることを特徴としたものである。   According to a second technical means, in the first technical means, the first correction coefficient calculation unit relatively sets a value of the first correction coefficient that is less than the threshold for an image signal having a relatively low average luminance. It is characterized by lowering.

第3の技術手段は、第2の技術手段において、前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度検出部により検出される平均輝度のレベルを複数段階に区分し、前記平均輝度が低い段階ほど、前記閾値未満の第1の補正係数の値を低くすることを特徴としたものである。   According to a third technical means, in the second technical means, the first correction coefficient calculation unit divides the average luminance level detected by the average luminance detection unit into a plurality of levels, and the lower the average luminance, the higher the level. The value of the first correction coefficient less than the threshold value is lowered.

第4の技術手段は、入力画像信号の画素ごとに、画素の周囲の第1の所定領域内の各画素の明るさを平均化して、被写体の反射光の強度を示す指標となる第1の照明光強度を算出し、入力画像信号の前記第1の照明光強度の分布を算出する第1照明光分布算出部と、 前記入力画像信号の画素ごとに、前記第1照明光強度の階調値が所定の閾値未満の領域では一定のレベルを維持し、前記第1照明光強度の階調値が前記閾値以上の領域では前記第1照明光の階調値が増大するに従って値が減少する第1補正係数を算出する第1補正係数算出部と、前記第1補正係数により補正した画像信号から、前記第1の所定領域より小さい第2の所定領域の各画素の明るさを平均化して第2の照明光強度の分布を算出する第2照明光分布算出部と、前記第2照明光強度の階調値が減少するほど、値が減少する第2補正係数を算出する第2補正係数算出部と、前記第1補正係数および前記第2補正係数を入力画像信号に適用して階調変換を行う階調変換処理部と、を有する画像処理装置であって、入力画像信号のフレームごとの平均輝度を検出する平均輝度検出部と、入力画像信号のフレームごとのピーク輝度を検出するピーク輝度検出部とを有し、前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度検出部が検出した平均輝度と、前記ピーク検出部が検出したピーク輝度に従って、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を変化させることを特徴としたものである。   The fourth technical means averages the brightness of each pixel in the first predetermined area around the pixel for each pixel of the input image signal, and serves as an index indicating the intensity of the reflected light of the subject. A first illumination light distribution calculator that calculates illumination light intensity and calculates a distribution of the first illumination light intensity of the input image signal; and a gradation of the first illumination light intensity for each pixel of the input image signal A constant level is maintained in a region where the value is less than a predetermined threshold value, and the value decreases as the gradation value of the first illumination light increases in a region where the gradation value of the first illumination light intensity is greater than or equal to the threshold value. The brightness of each pixel in a second predetermined area smaller than the first predetermined area is averaged from a first correction coefficient calculating unit that calculates a first correction coefficient and an image signal corrected by the first correction coefficient. A second illumination light distribution calculation unit for calculating a second illumination light intensity distribution; A second correction coefficient calculation unit that calculates a second correction coefficient that decreases as the gradation value of the illumination light intensity decreases, and applies the first correction coefficient and the second correction coefficient to the input image signal. An image processing apparatus having a gradation conversion processing unit that performs gradation conversion, and detects an average luminance for each frame of the input image signal, and detects a peak luminance for each frame of the input image signal The first correction coefficient calculation unit is configured to reduce the first correction less than the threshold according to the average luminance detected by the average luminance detection unit and the peak luminance detected by the peak detection unit. It is characterized by changing the value of the coefficient.

第5の技術手段は、第4の技術手段において、前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度検出部が検出した平均輝度が所定レベルより低く、かつ前記ピーク輝度検出部が検出した前記ピーク輝度のレベルが所定レベル以上である場合を除き、前記平均輝度が相対的に低い画像信号では、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に低くすることを特徴としたものである。   According to a fifth technical means, in the fourth technical means, the first correction coefficient calculating unit has an average luminance detected by the average luminance detecting unit lower than a predetermined level and the peak detected by the peak luminance detecting unit. Except for the case where the luminance level is equal to or higher than a predetermined level, in the image signal having a relatively low average luminance, the value of the first correction coefficient less than the threshold value is relatively low. .

第6の技術手段は、第5の技術手段において、前記平均輝度が所定レベルより低くかつ前記ピーク輝度のレベルが所定レベル以上である場合、前記閾値未満の前記第2補正係数の値を相対的に高くすることを特徴としたものである。   According to a sixth technical means, in the fifth technical means, when the average luminance is lower than a predetermined level and the peak luminance level is equal to or higher than the predetermined level, the value of the second correction coefficient less than the threshold value is relatively set. It is characterized by making it higher.

第7の技術手段は、第6の技術手段において、前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度検出部により検出される平均輝度のレベルを複数段階に区分し、かつ区分した各平均輝度レベルについて、最も平均輝度レベルが低い段階では、ピーク輝度が所定レベル以上の高い段階と、所定レベルより低い段階に区分し、前記平均輝度のレベルが最も低くかつ前記ピーク輝度のレベルが所定レベル以上である場合を除き、前記平均輝度が低い段階ほど、前記閾値未満の第1の補正係数の値を低くし、前記平均輝度のレベルが最も低くかつ前記ピーク輝度のレベルが所定レベル以上である場合、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を、最も平均輝度が高い段階と同等に高くすることを特徴としたものである。   According to a seventh technical means, in the sixth technical means, the first correction coefficient calculating unit divides the average luminance level detected by the average luminance detecting unit into a plurality of stages, and the divided average luminance levels. In the stage where the average brightness level is the lowest, the peak brightness is divided into a stage where the peak brightness is higher than a predetermined level and a stage where the peak brightness is lower than the predetermined level, and the average brightness level is the lowest and the peak brightness level is higher than the predetermined level. Except for certain cases, the lower the average luminance, the lower the value of the first correction coefficient that is less than the threshold, when the average luminance level is the lowest and the peak luminance level is equal to or higher than a predetermined level, The value of the first correction coefficient that is less than the threshold value is set to be as high as that at the highest average luminance.

第8の技術手段は、入力画像信号の画素ごとに、画素の周囲の第1の所定領域内の各画素の明るさを平均化して、被写体の反射光の強度を示す指標となる第1の照明光強度を算出し、入力画像信号の前記第1の照明光強度の分布を算出する第1照明光分布算出部と、前記入力画像信号の画素ごとに、前記第1照明光強度の階調値が所定の閾値未満の領域では一定のレベルを維持し、前記第1照明光強度の階調値が前記閾値以上の領域では前記第1照明光の階調値が増大するに従って値が減少する第1補正係数を算出する第1補正係数算出部と、前記第1補正係数により補正した画像信号から、前記第1の所定領域より小さい第2の所定領域の各画素の明るさを平均化して第2の照明光強度の分布を算出する第2照明光分布算出部と、前記第2照明光強度の階調値が減少するほど、値が減少する第2補正係数を算出する第2補正係数算出部と、前記第1補正係数および前記第2補正係数を入力画像信号に適用して階調変換を行う階調変換処理部と、を有する画像処理装置であって、
前記入力画像信号のフレーム毎に、輝度値ごとの画素数を積算した輝度ヒストグラムを検出する輝度ヒストグラム検出部を有し、前記第1補正係数算出部は、前記輝度ヒストグラム検出部が検出した輝度ヒストグラムに従って、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を変化させることを特徴としたものである。
The eighth technical means averages the brightness of each pixel in the first predetermined area around the pixel for each pixel of the input image signal, and serves as an index indicating the intensity of reflected light from the subject. A first illumination light distribution calculation unit that calculates illumination light intensity and calculates a distribution of the first illumination light intensity of the input image signal; and a gradation of the first illumination light intensity for each pixel of the input image signal A constant level is maintained in a region where the value is less than a predetermined threshold value, and the value decreases as the gradation value of the first illumination light increases in a region where the gradation value of the first illumination light intensity is greater than or equal to the threshold value. The brightness of each pixel in a second predetermined area smaller than the first predetermined area is averaged from a first correction coefficient calculating unit that calculates a first correction coefficient and an image signal corrected by the first correction coefficient. A second illumination light distribution calculation unit for calculating a distribution of the second illumination light intensity; A second correction coefficient calculation unit that calculates a second correction coefficient that decreases as the gradation value of the bright light intensity decreases, and applies the first correction coefficient and the second correction coefficient to the input image signal. An image processing apparatus having a gradation conversion processing unit for performing tone conversion,
A luminance histogram detection unit that detects a luminance histogram obtained by integrating the number of pixels for each luminance value for each frame of the input image signal, wherein the first correction coefficient calculation unit is a luminance histogram detected by the luminance histogram detection unit; The value of the first correction coefficient that is less than the threshold value is changed according to the above.

第9の技術手段は、第8の技術手段において、前記第1補正係数算出部は、前記輝度ヒストグラム検出部が検出した輝度ヒストグラムの所定の低階調領域と、所定の高階調領域の面積に基づいて、所定の低階調領域が最も小さい所定範囲では、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に最も大きくし、所定の低階調領域が中間レベルの所定範囲では、所定の高階調領域が有るときに、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に中間レベルとするとともに、所定の高階調領域が無いときに、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に最も低くし、所定の低階調領域が最も高い所定範囲では、所定の高階調領域が有るときに、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に最も大きくするとともに、所定の高階調領域が無いときに、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に最も低くすることを特徴としたものである。   According to a ninth technical means, in the eighth technical means, the first correction coefficient calculating unit has an area of a predetermined low gradation region and a predetermined high gradation region of the luminance histogram detected by the luminance histogram detection unit. Based on this, in the predetermined range where the predetermined low gradation region is the smallest, the value of the first correction coefficient less than the threshold is relatively largest, and in the predetermined range where the predetermined low gradation region is the intermediate level, the predetermined value is determined. When there is a high gradation area, the value of the first correction coefficient less than the threshold is set to a relatively intermediate level, and when there is no predetermined high gradation area, the first correction coefficient less than the threshold When the predetermined low gradation area is the highest and the predetermined low gradation area is the highest, and the predetermined high gradation area is present, the value of the first correction coefficient less than the threshold value is relatively largest. And there is no predetermined high gradation area To come, in which it is characterized in that the value of the first correction coefficient less than the threshold value relatively lowest.

第10の技術手段は、入力画像信号の画素ごとに、画素の周囲の第1の所定領域内の各画素の明るさを平均化して、被写体の反射光の強度を示す指標となる第1の照明光強度を算出し、入力画像信号の前記第1の照明光強度の分布を算出する第1照明光分布算出部と、前記入力画像信号の画素ごとに、前記第1照明光強度の階調値が所定の閾値未満の領域では一定のレベルを維持し、前記第1照明光強度の階調値が前記閾値以上の領域では前記第1照明光の階調値が増大するに従って値が減少する第1補正係数を算出する第1補正係数算出部と、前記第1補正係数により補正した画像信号から、前記第1の所定領域より小さい第2の所定領域の各画素の明るさを平均化して第2の照明光強度の分布を算出する第2照明光分布算出部と、前記第2照明光強度の階調値が減少するほど、値が減少する第2補正係数を算出する第2補正係数算出部と、前記第1補正係数および前記第2補正係数を入力画像信号に適用して階調変換を行う階調変換処理部と、前記階調変換処理部に入力する画像信号に対してノイズ除去処理を行うノイズリダクション処理部と、を有する画像処理装置であって、前記入力画像信号のフレーム毎に、フレームを構成する各画素について隣接画素との間の輝度差の絶対値である隣接画素間輝度差を求め、該隣接画素間輝度差ごとに画素数を積算したエッジヒストグラムを生成し、該生成したエッジヒストグラムのフレーム間の変化量を検出するエッジヒストグラム検出部を有し、前記第1補正係数算出部は、前記エッジヒストグラム検出部が検出したエッジヒストグラムの変化量に従って、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を変化させ、前記ノイズリダクション処理部は、前記エッジヒストグラム検出部が検出したエッジヒストグラムに従って、ノイズ除去の強度を変化させることを特徴としたものである。   The tenth technical means averages the brightness of each pixel in the first predetermined area around the pixel for each pixel of the input image signal, and serves as an index indicating the intensity of the reflected light of the subject. A first illumination light distribution calculation unit that calculates illumination light intensity and calculates a distribution of the first illumination light intensity of the input image signal; and a gradation of the first illumination light intensity for each pixel of the input image signal A constant level is maintained in a region where the value is less than a predetermined threshold value, and the value decreases as the gradation value of the first illumination light increases in a region where the gradation value of the first illumination light intensity is greater than or equal to the threshold value. The brightness of each pixel in a second predetermined area smaller than the first predetermined area is averaged from a first correction coefficient calculating unit that calculates a first correction coefficient and an image signal corrected by the first correction coefficient. A second illumination light distribution calculation unit for calculating a second illumination light intensity distribution; A second correction coefficient calculation unit that calculates a second correction coefficient that decreases as the gradation value of the illumination light intensity decreases, and applies the first correction coefficient and the second correction coefficient to the input image signal. An image processing apparatus comprising: a gradation conversion processing unit that performs gradation conversion; and a noise reduction processing unit that performs noise removal processing on an image signal input to the gradation conversion processing unit, wherein the input image signal For each frame, calculate the luminance difference between adjacent pixels, which is the absolute value of the luminance difference between adjacent pixels, and generate an edge histogram that integrates the number of pixels for each luminance difference between adjacent pixels. And an edge histogram detection unit that detects a change amount between frames of the generated edge histogram, wherein the first correction coefficient calculation unit detects the edge histogram detected by the edge histogram detection unit. The value of the first correction coefficient less than the threshold value is changed according to the amount of change in the ram, and the noise reduction processing unit changes the noise removal intensity according to the edge histogram detected by the edge histogram detection unit. It is what.

第11の技術手段は、第10の技術手段において、前記第1補正係数算出部は、前記エッジヒストグラム検出部が検出したエッジヒストグラムの変化量が相対的に小さい画像信号では、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に高くし、前記ノイズリダクション処理部は、前記エッジヒストグラム検出部が検出したエッジヒストグラムの変化量が相対的に小さい画像信号では、前記ノイズ除去処理の強度を相対的に弱くすることを特徴としたものである。   According to an eleventh technical means, in the tenth technical means, the first correction coefficient calculation unit is less than the threshold value for an image signal in which the change amount of the edge histogram detected by the edge histogram detection unit is relatively small. The value of the first correction coefficient is set relatively high, and the noise reduction processing unit relatively increases the strength of the noise removal processing for an image signal in which the change amount of the edge histogram detected by the edge histogram detection unit is relatively small. It is characterized by weakening.

第12の技術手段は、第11の技術手段において、前記エッジヒストグラム検出部により検出されるエッジヒストグラムの変化量を複数段階に区分し、前記第1補正係数算出部は、前記エッジヒストグラム検出部が検出したエッジヒストグラムの変化量が小さい段階ほど、前記閾値未満の第1の補正係数の値を高くし、前記ノイズリダクション処理部は、前記エッジヒストグラム検出部が検出したエッジヒストグラムの変化量が小さい段階ほど、前記ノイズ除去処理の強度を弱くすることを特徴としたものである。   According to a twelfth technical means, in the eleventh technical means, the amount of change in the edge histogram detected by the edge histogram detection unit is divided into a plurality of stages, and the first correction coefficient calculation unit includes the edge histogram detection unit. The smaller the change amount of the detected edge histogram, the higher the value of the first correction coefficient less than the threshold value, and the noise reduction processing unit is a step where the change amount of the edge histogram detected by the edge histogram detection unit is small. As described above, the strength of the noise removal process is reduced.

第13の技術手段は、入力画像信号の画素ごとに、画素の周囲の第1の所定領域内の各画素の明るさを平均化して、被写体の反射光の強度を示す指標となる第1の照明光強度を算出し、入力画像信号の前記第1の照明光強度の分布を算出する第1照明光分布算出部と、前記入力画像信号の画素ごとに、前記第1照明光強度の階調値が所定の閾値未満の領域では一定のレベルを維持し、前記第1照明光強度の階調値が前記閾値以上の領域では前記第1照明光の階調値が増大するに従って値が減少する第1補正係数を算出する第1補正係数算出部と、前記第1補正係数により補正した画像信号から、前記第1の所定領域より小さい第2の所定領域の各画素の明るさを平均化して第2の照明光強度の分布を算出する第2照明光分布算出部と、前記第2照明光強度の階調値が減少するほど、値が減少する第2補正係数を算出する第2補正係数算出部と、前記第1補正係数および前記第2補正係数を入力画像信号に適用して階調変換を行う階調変換処理部と、を有する画像処理装置であって、 入力映像信号のフレームごとの平均輝度を検出する平均輝度検出部と、入力画像信号の動きを検出して、動きの程度を判定する動き検出判定部と、入力画像信号のノイズ除去処理を行うノイズリダクション処理部とを有し、該ノイズリダクション処理部は、2次元ノイズリダクション機能と、3次元ノイズリダクション機能とを有し、前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度検出部が検出した平均輝度と、前記動き検出判定部が判定した動きの程度とに従って、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を変化させ、前記ノイズリダクション処理部は、前記平均輝度検出部が検出した平均輝度と、前記動き検出判定部が判定した動きの程度とに従って、ノイズ除去処理の強度を変化させることを特徴としたものである。   The thirteenth technical means averages the brightness of each pixel in the first predetermined area around the pixel for each pixel of the input image signal, and serves as an index indicating the intensity of reflected light from the subject. A first illumination light distribution calculation unit that calculates illumination light intensity and calculates a distribution of the first illumination light intensity of the input image signal; and a gradation of the first illumination light intensity for each pixel of the input image signal A constant level is maintained in a region where the value is less than a predetermined threshold value, and the value decreases as the gradation value of the first illumination light increases in a region where the gradation value of the first illumination light intensity is greater than or equal to the threshold value. The brightness of each pixel in a second predetermined area smaller than the first predetermined area is averaged from a first correction coefficient calculating unit that calculates a first correction coefficient and an image signal corrected by the first correction coefficient. A second illumination light distribution calculation unit for calculating a second illumination light intensity distribution; A second correction coefficient calculation unit that calculates a second correction coefficient that decreases as the gradation value of the illumination light intensity decreases, and applies the first correction coefficient and the second correction coefficient to the input image signal. An image processing apparatus having a gradation conversion processing unit that performs gradation conversion, an average luminance detection unit that detects an average luminance for each frame of the input video signal, and a motion that detects movement of the input image signal A motion detection determination unit that determines the degree of noise and a noise reduction processing unit that performs noise removal processing on the input image signal, and the noise reduction processing unit includes a two-dimensional noise reduction function and a three-dimensional noise reduction function. And the first correction coefficient calculation unit has a value of the first correction coefficient less than the threshold value according to the average luminance detected by the average luminance detection unit and the degree of movement determined by the motion detection determination unit. The noise reduction processing unit is configured to change the intensity of noise removal processing according to the average luminance detected by the average luminance detection unit and the degree of movement determined by the motion detection determination unit. Is.

第14の技術手段は、第13の技術手段において、前記第1補正係数算出部は、前記動き検出判定部が判定した動きの程度が相対的に大きい画像信号では、前記閾値未満の前記第1の補正係数の値を相対的に低くするとともに、前記ノイズリダクション処理部は、前記2次元ノイズリダクション機能によるノイズリダクション強度を強くし、かつ前記3次元ノイズリダクション機能によるノイズリダクション強度を弱くし、動きの程度が同じレベルである場合、前記平均輝度検出部が検出した平均輝度が相対的に低い画像信号ほど、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に低くすることを特徴としたものである。   In a fourteenth technical means according to the thirteenth technical means, the first correction coefficient calculation unit is configured to output the first correction coefficient less than the threshold value for an image signal having a relatively large degree of motion determined by the motion detection determination unit. The noise reduction processing unit increases the noise reduction strength by the two-dimensional noise reduction function and weakens the noise reduction strength by the three-dimensional noise reduction function. In the case where the average brightness level is the same level, an image signal having a relatively low average brightness detected by the average brightness detection unit has a relatively low value of the first correction coefficient less than the threshold value. Is.

第15の技術手段は、第14の技術手段において、前記平均輝度により検出される平均輝度のレベルを複数段階に区分し、かつ、動き検出判定部により判定される動きの程度のレベルを複数段階に区分し、前記第1補正係数算出部は、同一の平均輝度の段階では、前記動き検出判定部が判定した動きの程度が相対的に大きい画像信号ほど、前記閾値未満の前記第1の補正係数の値を低くするとともに、前記ノイズリダクション処理部は、前記2次元ノイズリダクション機能によるノイズリダクション強度を強くし、かつ前記3次元ノイズリダクション機能によるノイズリダクション強度を弱くし、同一の動きの程度の段階では、前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度検出部が検出した平均輝度が相対的に低い画像信号ほど、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を低くすることを特徴としたものである。   According to a fifteenth technical means, in the fourteenth technical means, the level of the average luminance detected by the average luminance is divided into a plurality of levels, and the level of the degree of motion determined by the motion detection determination unit is determined in a plurality of levels. The first correction coefficient calculation unit is configured such that, in the same average luminance stage, the first correction that is less than the threshold for the image signal having a relatively large degree of motion determined by the motion detection determination unit. While reducing the value of the coefficient, the noise reduction processing unit increases the noise reduction strength by the two-dimensional noise reduction function, and decreases the noise reduction strength by the three-dimensional noise reduction function. In the stage, the first correction coefficient calculation unit is less than the threshold value for an image signal having a relatively low average luminance detected by the average luminance detection unit. Is obtained by said lowering the value of the first correction coefficient.

第16の技術手段は、第1〜第15のいずれか1の技術手段の画像処理装置と、該画像処理装置で階調変換された画像信号に基づく画像を表示する画像表示部を備えた画像表示装置である。   The sixteenth technical means includes an image processing apparatus according to any one of the first to fifteenth technical means, and an image display unit that displays an image based on an image signal subjected to gradation conversion by the image processing apparatus. It is a display device.

本発明によれば、入力画像信号に階調変換処理を行って局所的コントラストを強調しつつ画像を明るくする処理を行う際に、ノイズ成分の状態に応じて階調変換処理の動作を最適化することで、画像品位の低下を抑えて高画質の画像表示を行うことができるようにした画像処理装置および画像表示装置を提供することができる。   According to the present invention, when the tone conversion process is performed on the input image signal to brighten the image while enhancing the local contrast, the operation of the tone conversion process is optimized according to the state of the noise component. By doing so, it is possible to provide an image processing apparatus and an image display apparatus that can perform high-quality image display while suppressing deterioration in image quality.

本発明による画像処理装置の第1の実施形態の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of an image processing apparatus according to the present invention. 階調変換処理部の機能構成例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the function structural example of a gradation conversion process part. 第1補正係数算出部で算出される第1補正係数の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the 1st correction coefficient calculated by the 1st correction coefficient calculation part. 第1補正係数αを使用して階調変換を行ったときの局所的な領域の画素値の状態の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the state of the pixel value of a local area | region when gradation conversion is performed using the 1st correction coefficient (alpha). 第2補正係数算出部が算出する第2補正係数の一例である。It is an example of the 2nd correction coefficient which a 2nd correction coefficient calculation part computes. 第2補正係数βを使用して階調変換を行ったときの局所的な領域の画素値の状態の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the state of the pixel value of a local area | region when gradation conversion is performed using the 2nd correction coefficient (beta). 平均輝度に基づき変換させる第1補正係数の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the 1st correction coefficient converted based on average brightness | luminance. 本実施形態で実行する平均輝度と第1補正係数による階調変換処理の強度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average brightness | luminance performed in this embodiment, and the intensity | strength of the gradation conversion process by a 1st correction coefficient. 本発明の第2の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the image processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施形態で実行する平均輝度およびピーク輝度と第1補正係数による階調変換処理の強度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average brightness | luminance and peak brightness which are performed in 2nd Embodiment, and the intensity | strength of the gradation conversion process by a 1st correction coefficient. 本発明の第3の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the image processing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 輝度ヒストグラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a brightness | luminance histogram. 第3の実施形態で実行する輝度ヒストグラムの低階調領域の面積および高階調領域の面積、およびピーク輝度と第1補正係数による階調変換処理の強度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the area of the low gradation area | region of a brightness | luminance histogram performed in 3rd Embodiment, the area of a high gradation area | region, and the intensity | strength of the gradation conversion process by a peak brightness | luminance and a 1st correction coefficient. 本発明の第4の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the image processing apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 第4の実施形態で実行するエッジヒストグラムの変化量と、ノイズリダクション強度および第1補正係数による変換処理との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the variation | change_quantity of the edge histogram performed in 4th Embodiment, and the conversion process by noise reduction intensity | strength and a 1st correction coefficient. 本発明の第4の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the image processing apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本実施形態で実行する平均輝度および画像の動きの程度と、ノイズリダクション強度および第1補正係数による階調変換処理との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average brightness | luminance performed in this embodiment, the grade of the motion of an image, and the gradation conversion process by a noise reduction intensity | strength and a 1st correction coefficient. ピクセルデミングにより階調変換処理の概念を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the concept of a gradation conversion process by pixel deming.

(第1の実施形態)
図1は、本発明による画像処理装置の第1の実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態の画像処理装置は、表示部を備えた画像表示装置に適用されたものであり、具体的には、テレビジョン装置として構成されたものである。
本発明は、画像処理装置、およびこの画像処理装置を備えた画像表示装置として構成することができる。
この例の画像表示装置100は、RGBYの4色の副画素(サブピクセル)を4K2K相当の解像度で配列した液晶パネルを用いた画像表示部20を備え、この画像表示部20に対して疑似的に8K4K相当の高解像度の画像を高画質で表示させる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of an image processing apparatus according to the present invention. The image processing apparatus of the present embodiment is applied to an image display apparatus provided with a display unit, and specifically, is configured as a television apparatus.
The present invention can be configured as an image processing device and an image display device including the image processing device.
The image display apparatus 100 of this example includes an image display unit 20 using a liquid crystal panel in which four RGBY sub-pixels (sub-pixels) are arranged at a resolution equivalent to 4K2K. In addition, a high-resolution image equivalent to 8K4K is displayed with high image quality.

まずチューナ1から、またはビデオ入力端子2に外部から入力されたアナログSD(Standard Definition)画像信号は、アナログSD入力切り換えSW(スイッチ)7でいずれかが選択される。選択された画像信号は、3D(3次元)YC分離部10で色信号と輝度信号とに分離され、AD変換部11でデジタル信号に変換されて色空間変換部12に入力される。   First, an analog SD (Standard Definition) image signal input from the tuner 1 or externally to the video input terminal 2 is selected by an analog SD input switching SW (switch) 7. The selected image signal is separated into a color signal and a luminance signal by the 3D (three-dimensional) YC separation unit 10, converted into a digital signal by the AD conversion unit 11, and input to the color space conversion unit 12.

また、YPbPr端子3に外部から入力されたコンポーネント信号、もしくはPC入力端子4に外部から入力されたRGB信号によるアナログHD(High Definition)信号は、アナログHD入力切り換えSW8にていずれかが選択される。選択された画像信号は、AD変換部11でデジタル信号に変換され、色空間変換部12に入力される。
また、HDMI(登録商標)入力端子5,6に外部から入力されたデジタル信号は、デジタル入力切り換えSW9で選択され、選択されたデジタル信号が色空間変換部12に入力される。
In addition, an analog HD (High Definition) signal by a component signal input from the outside to the YPbPr terminal 3 or an RGB signal input from the outside to the PC input terminal 4 is selected by the analog HD input switching SW8. . The selected image signal is converted into a digital signal by the AD converter 11 and input to the color space converter 12.
A digital signal input from the outside to the HDMI (registered trademark) input terminals 5 and 6 is selected by the digital input switching SW 9, and the selected digital signal is input to the color space conversion unit 12.

上記のアナログSD信号、アナログHD信号、およびデジタル信号は、それぞれの信号経路毎に最適化された後、色空間変換部12で、RGB信号を輝度色差信号に色空間変換する等の色空間変換処理が行われ、平均輝度検出部13に出力される。
平均輝度検出部13は、入力された画像信号の1フレームごとに、フレーム内の各画素の輝度階調値の平均値(平均輝度)を算出し、算出した平均輝度をマイコン制御部21に出力する。また、平均輝度が算出された画像信号は、ノイズリダクション処理部14に出力される。ノイズリダクション処理部14は、入力した画像信号に対してノイズ除去処理を行って、階調変換処理部15に出力する。
The above-mentioned analog SD signal, analog HD signal, and digital signal are optimized for each signal path, and the color space conversion unit 12 performs color space conversion such as color space conversion of the RGB signal into a luminance color difference signal. Processing is performed and the result is output to the average luminance detection unit 13.
The average luminance detection unit 13 calculates an average value (average luminance) of luminance gradation values of each pixel in the frame for each frame of the input image signal, and outputs the calculated average luminance to the microcomputer control unit 21. To do. Further, the image signal whose average luminance is calculated is output to the noise reduction processing unit 14. The noise reduction processing unit 14 performs noise removal processing on the input image signal and outputs the processed image signal to the gradation conversion processing unit 15.

階調変換処理部15は、入力した画像信号に対して、所謂ピクセルデミングによる階調変換処理を行って、映像信号処理部16に出力する。階調変換処理部15では、2段階の階調変換処理により、局所コントラストを維持しながら低階調領域の階調値を持ち上げ、さらにコントラストを強調させて画質改善する。   The gradation conversion processing unit 15 performs gradation conversion processing by so-called pixel demming on the input image signal and outputs it to the video signal processing unit 16. The gradation conversion processing unit 15 raises the gradation value in the low gradation region while maintaining the local contrast by two-step gradation conversion processing, and further enhances the contrast to improve the image quality.

映像信号処理部16では、階調変換処理部15から出力された画像信号に対して、コントラスト、カラーティント、ブライトネス、シャープネス等の画質補正に係る所定の各種信号処理を施し、3色/4色変換部17に出力する。   The video signal processing unit 16 performs predetermined signal processing relating to image quality correction such as contrast, color tint, brightness, and sharpness on the image signal output from the gradation conversion processing unit 15 to provide three colors / 4 colors. Output to the conversion unit 17.

3色/4色変換部17では、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色に対応する画像信号を、R、G、B、Y(黄)の4色に対応する画像信号に変換し、4K駆動部18に出力する。4K駆動部18では、4K2Kの入力画像信号に対して、水平方向に解像度を2倍化する画像信号処理(例えばRGBで1画素、BYRで1画素を表示させて輝度分離する信号処理)と、マルチ画素構造による上下サブピクセルの分割駆動により、垂直方向の解像度を2倍化する画像信号処理を行う。
また4K駆動部18では、入力画像信号がSD画像やFHD(Full High Definition)画像などの低解像度の画像信号の場合には、いわゆる超解像処理などのアップスケーリングを行って解像度を上げた上で、水平方向および垂直方向の解像度を2倍化する画像信号処理を行う。
In the three-color / four-color conversion unit 17, image signals corresponding to three colors R (red), G (green), and B (blue) correspond to four colors R, G, B, and Y (yellow). The image signal is converted into an image signal and output to the 4K drive unit 18. The 4K driving unit 18 performs image signal processing for doubling the resolution in the horizontal direction with respect to a 4K2K input image signal (for example, signal processing for displaying one pixel in RGB and one pixel in BYR to separate luminance), Image signal processing for doubling the resolution in the vertical direction is performed by dividing and driving the upper and lower sub-pixels with a multi-pixel structure.
Further, in the case where the input image signal is a low-resolution image signal such as an SD image or an FHD (Full High Definition) image, the 4K driving unit 18 increases the resolution by performing upscaling such as so-called super-resolution processing. Thus, image signal processing for doubling the resolution in the horizontal and vertical directions is performed.

4K駆動部18から出力された画像信号は、液晶タイミングコントロール部19に入力される。液晶タイミングコントロール部19では、入力した画像信号を画像表示部20に表示できるフォーマットに変換し、画像表示部20にて表示出力する。
例えば液晶タイミングコントロール部19は、画像表示部20の液晶パネルの画素に画像信号を配分するためのクロック信号などを生成し、液晶パネルのデータドライバとゲートドライバに供給することで、画像表示部20では、画像信号に基づく画像が表示される。
ここでは、各色画素を垂直方向に2分割して、分割した各サブピクセルの電圧−透過率特性を異ならせることで、垂直方向の解像度を向上させる。また、LEDドライバ22は、液晶タイミングコントロール部19による表示制御に従って、画像表示部20の液晶パネルが有するLEDバックライトを点灯制御する。
The image signal output from the 4K driving unit 18 is input to the liquid crystal timing control unit 19. In the liquid crystal timing control unit 19, the input image signal is converted into a format that can be displayed on the image display unit 20, and is displayed on the image display unit 20.
For example, the liquid crystal timing control unit 19 generates a clock signal or the like for allocating an image signal to the pixels of the liquid crystal panel of the image display unit 20 and supplies the clock signal to the data driver and gate driver of the liquid crystal panel. Then, an image based on the image signal is displayed.
Here, the resolution in the vertical direction is improved by dividing each color pixel into two in the vertical direction and changing the voltage-transmittance characteristics of the divided sub-pixels. Further, the LED driver 22 controls the lighting of the LED backlight included in the liquid crystal panel of the image display unit 20 in accordance with the display control by the liquid crystal timing control unit 19.

平均輝度検出部13で検出された画像信号の平均輝度が入力されたマイコン制御部21は、画像信号の平均輝度に従って、マイコン制御部内に記憶したテーブル(LUT(Look up Table))を選択し、階調変換処理部15で階調変換に使用するテーブルを出力する。マイコン制御部21では、階調変換処理部15で階調変換処理するときの補正係数が異なる複数のテーブルを記憶しておき、平均輝度検出部13で検出された画像の平均輝度に従って、補正値を用いた階調変換に使用するテーブルを自動で選択する。   The microcomputer control unit 21 to which the average luminance of the image signal detected by the average luminance detection unit 13 is input selects a table (LUT (Look up Table)) stored in the microcomputer control unit according to the average luminance of the image signal. The gradation conversion processing unit 15 outputs a table used for gradation conversion. The microcomputer control unit 21 stores a plurality of tables with different correction coefficients when the gradation conversion processing unit 15 performs gradation conversion processing, and corrects the correction value according to the average luminance of the image detected by the average luminance detection unit 13. The table used for gradation conversion using is automatically selected.

(階調変換処理部における階調変換処理)
本発明に係る実施形態では、平均輝度検出部13が検出した平均輝度に基づいて、階調変換処理部15が階調変換処理を行うときの補正係数を変化させることで、画像の特性に応じて最適な画質処理を行うようにしたものである。以下に本発明に係る実施形態に適用する階調変換処理について具体的に説明する。
(Tone conversion processing in the gradation conversion processor)
In the embodiment according to the present invention, the correction coefficient used when the gradation conversion processing unit 15 performs the gradation conversion process is changed based on the average luminance detected by the average luminance detection unit 13, thereby changing the correction coefficient. Thus, the optimum image quality processing is performed. The gradation conversion processing applied to the embodiment according to the present invention will be specifically described below.

図2は、階調変換処理部15の機能構成例について説明するための図である。階調変換処理部15は、第1照明光分布算出部101、第1補正係数算出部102、第1階調変換処理部103、第2照明光分布算出部104、第2補正係数算出部105および第2階調変換処理部106を備えている。   FIG. 2 is a diagram for explaining a functional configuration example of the gradation conversion processing unit 15. The gradation conversion processing unit 15 includes a first illumination light distribution calculation unit 101, a first correction coefficient calculation unit 102, a first gradation conversion processing unit 103, a second illumination light distribution calculation unit 104, and a second correction coefficient calculation unit 105. And a second gradation conversion processing unit 106.

第1照明光分布算出部101は、階調変換処理部15に入力された画像信号に基づいて、その画像信号のフレームごとに、各画素の照明光分布Y1(第1照明光分布)を算出する。
照明光とは、被写体が反射する光を指す指標であり、フレーム内の各画素について照明光を算出し、算出した照明光の2次元的な分布を照明光分布Y1とする。ここでは照明光は、個々の画素について、その画素を基準としたときに、基準画素とその周囲の所定領域(第1領域)内の画素の明るさYを平均化した値として求められる。
The first illumination light distribution calculation unit 101 calculates the illumination light distribution Y1 (first illumination light distribution) of each pixel for each frame of the image signal based on the image signal input to the gradation conversion processing unit 15. To do.
The illumination light is an index indicating the light reflected by the subject, the illumination light is calculated for each pixel in the frame, and the calculated two-dimensional distribution of the illumination light is defined as the illumination light distribution Y1. Here, the illumination light is obtained for each pixel as a value obtained by averaging the brightness Y of the reference pixel and the pixels in a predetermined area (first area) around the reference pixel.

明るさYは、例えば、HSV(Hue,Saturation,Value)色空間で示される明度(Value)の成分を示す階調値である。つまり、明るさYは、画素毎の階調値の一種である。本実施形態では、明るさYは、画素毎の明るさの階調を示す値であればよく、これには限られない。
第1照明光分布算出部101は、例えば、RGB(Red、Green、Blue)の色空間で示される赤、緑、青の信号値に基づいて、明るさYを算出してもよい。例えば、Y=0.299×R+0.587×G+0.114×Bとして、明るさYが算出される。あるいは計算を単純化するために、第1照明光分布算出部101は、Y=(R+G+B)/3、Y=0.25×R+0.5×G+0.25×B、等として明るさYを算出してもよい。もしくは、第1照明光分布算出部101は、赤色の信号値R、緑色の信号値G、青色の信号値Bのうちの最大値(HSV色空間で示される明度)を明るさYと定めてもよい。
The brightness Y is, for example, a gradation value indicating a lightness (Value) component indicated in an HSV (Hue, Saturation, Value) color space. That is, the brightness Y is a kind of gradation value for each pixel. In the present embodiment, the brightness Y may be a value indicating the brightness gradation for each pixel, and is not limited thereto.
For example, the first illumination light distribution calculation unit 101 may calculate the brightness Y based on the signal values of red, green, and blue indicated by RGB (Red, Green, Blue) color spaces. For example, the brightness Y is calculated as Y = 0.299 × R + 0.587 × G + 0.114 × B. Alternatively, in order to simplify the calculation, the first illumination light distribution calculation unit 101 calculates the brightness Y as Y = (R + G + B) / 3, Y = 0.25 × R + 0.5 × G + 0.25 × B, and the like. May be. Alternatively, the first illumination light distribution calculation unit 101 determines the maximum value (brightness indicated in the HSV color space) among the red signal value R, the green signal value G, and the blue signal value B as the brightness Y. Also good.

第1照明光分布算出部101における明るさYの平均化は、例えば、入力画像信号の所定領域(第1領域)内の画素間で単純平均してもよいし、重み付き平均を行ってもよい。
所定領域(第1領域)は、ユーザが画像表示部20を注視したときに、その所定領域内で明るさを比較できる程度の大きさであればよく、例えば領域の大きさは、画像表示部20の大きさ(ディスプレイサイズ)と、想定されるユーザの視距離によって適宜調整することができる。第1照明光分布算出部101は、算出した照明光分布Y1を第1補正係数算出部102に出力する。
The averaging of the brightness Y in the first illumination light distribution calculation unit 101 may be, for example, a simple average or a weighted average between pixels in a predetermined area (first area) of the input image signal. Good.
The predetermined area (first area) only needs to have a size that allows the brightness to be compared within the predetermined area when the user gazes at the image display unit 20. For example, the size of the area is the image display unit. It can be appropriately adjusted according to the size of 20 (display size) and the assumed viewing distance of the user. The first illumination light distribution calculation unit 101 outputs the calculated illumination light distribution Y1 to the first correction coefficient calculation unit 102.

第1補正係数算出部102は、第1照明光分布算出部101から入力された照明光分布Y1に基づいて、画素毎に第1補正係数αを算出する。
図3は、第1補正係数算出部102で算出される第1補正係数の例を示している。図3において、横軸は第1照明光分布Y1の階調値で、縦軸は第1補正係数αの値である。
第1補正係数算出部102が算出する第1補正係数αは、照明光分布Y1の階調値が、予め定めた閾値Yth以上であるとき、照明光分布Y1の階調値の増加に応じて減少し、照明光分布Y1の階調値が閾値Yth未満であるときに、一定の値となる補正係数である。
The first correction coefficient calculation unit 102 calculates the first correction coefficient α for each pixel based on the illumination light distribution Y1 input from the first illumination light distribution calculation unit 101.
FIG. 3 shows an example of the first correction coefficient calculated by the first correction coefficient calculation unit 102. In FIG. 3, the horizontal axis represents the gradation value of the first illumination light distribution Y1, and the vertical axis represents the value of the first correction coefficient α.
The first correction coefficient α calculated by the first correction coefficient calculation unit 102 corresponds to an increase in the gradation value of the illumination light distribution Y1 when the gradation value of the illumination light distribution Y1 is equal to or greater than a predetermined threshold Yth. The correction coefficient decreases and becomes a constant value when the gradation value of the illumination light distribution Y1 is less than the threshold value Yth.

照明光分布Y1の階調値が所定の閾値Yth以上である場合、照明光分布Y1の階調値が大きいほど、被写体に照射される照明光の光量が多いとみなすことができる。
その場合には、被写体の画像は明るく表され、視認性が十分に得られる。このような場合に、第1補正係数算出部102は、第1補正係数αを小さい値にする。照明光分布Y1の最高階調値では、第1補正係数αは1になる。
When the gradation value of the illumination light distribution Y1 is equal to or greater than the predetermined threshold Yth, it can be considered that the greater the gradation value of the illumination light distribution Y1, the greater the amount of illumination light irradiated to the subject.
In that case, the image of the subject is brightly displayed and sufficient visibility is obtained. In such a case, the first correction coefficient calculation unit 102 sets the first correction coefficient α to a small value. The first correction coefficient α is 1 at the highest gradation value of the illumination light distribution Y1.

また閾値Yth以上の階調範囲において、照明光分布Y1の階調値が小さくなるに従って、被写体に照射される照明光の光量が不十分になり、被写体の画像が暗く表示されるようになり、表示画像の視認性が不十分となる。従って、閾値Yth以上の階調値では、照明光分布Y1の階調値が小さくなるに従って、第1補正係数αを増大させていく。これにより、相対的に暗い領域の階調値を大きくして視認性を向上させることができる。   In the gradation range equal to or greater than the threshold Yth, as the gradation value of the illumination light distribution Y1 decreases, the amount of illumination light applied to the subject becomes insufficient, and the subject image is displayed darkly. The visibility of the display image becomes insufficient. Accordingly, the first correction coefficient α is increased as the gradation value of the illumination light distribution Y1 becomes smaller at the gradation value equal to or greater than the threshold Yth. Thereby, the gradation value of a relatively dark area can be increased to improve visibility.

また、第1補正係数算出部102は、照明光分布Y1の階調値が所定の閾値Yth未満となる領域では、全階調範囲内で最も大きく、かつ一定の値の第1補正係数αを算出する。閾値Yth未満の暗い領域では、全階調範囲内で最大の第1補正係数αを付与して階調変換することにより、視認性を向上させる。閾値Ythは、その一例として、4096階調で映像表現するときに、255階調に設定することができる。   In addition, the first correction coefficient calculation unit 102 calculates the first correction coefficient α having the largest and constant value in the entire gradation range in the region where the gradation value of the illumination light distribution Y1 is less than the predetermined threshold Yth. calculate. In a dark region less than the threshold Yth, visibility is improved by applying the maximum first correction coefficient α within the entire gradation range and performing gradation conversion. As an example, the threshold Yth can be set to 255 gradations when an image is expressed with 4096 gradations.

照明光分布Y1の照明光強度は、対象画素とその周囲の所定範囲の画素の明るさYを平均化して算出されるため、隣接する2つの画素については、その照明光分布Y1の階調値が互いに近い値となり、第1補正係数αも互いに近い値となる。
つまり隣接する2つの画素に係る第1補正係数αが互いに近い値となることで、階調変換後の2つの画素の信号値の関係は、階調変換前の信号値の関係に類似した状態に保たれる。従って、照明光分布Y1を用いて第1補正係数αを決定することにより、明るい領域の階調を圧縮してしまう等の画質の劣化を伴わずに、局所的なコントラストを維持しながら、暗部領域の視認性を向上させることができる。局所的コントラストとは、ある画素を基準として予め定めた範囲内にある輝度の空間的な変動である。
Since the illumination light intensity of the illumination light distribution Y1 is calculated by averaging the brightness Y of the target pixel and the surrounding pixels in a predetermined range, for two adjacent pixels, the gradation value of the illumination light distribution Y1 Are close to each other, and the first correction coefficient α is also close to each other.
That is, the relationship between the signal values of the two pixels after the gradation conversion is similar to the relationship of the signal values before the gradation conversion because the first correction coefficients α of the two adjacent pixels are close to each other. To be kept. Therefore, by determining the first correction coefficient α using the illumination light distribution Y1, the dark area is maintained while maintaining local contrast without degrading the image quality such as compressing the gradation of the bright region. The visibility of the area can be improved. The local contrast is a spatial variation in luminance within a predetermined range with a certain pixel as a reference.

第1補正係数算出部102は、算出した第1補正係数αを第1階調変換処理部103および第2補正係数算出部105に出力する。
第1階調変換処理部103は、階調変換処理部15に入力された画像信号に対して第1補正係数を適用し、階調変換処理を行って第1階調変換画像信号を生成する。
階調変換処理は、入力画像信号に含まれる画素毎の信号値(入力階調値)P0と、変換後の信号値(出力階調値)P1との関係がP1=P0×αとなるように行う。また、入力画像が、赤色、緑色、青色など各色の信号値で表されるカラー画像である場合、第1階調変換処理部103は、それぞれの色の信号値に対して同一の補正係数αを乗算する。これにより、各色の信号値の比、つまり色相を変化させずに階調変換を行うことができる。
The first correction coefficient calculation unit 102 outputs the calculated first correction coefficient α to the first gradation conversion processing unit 103 and the second correction coefficient calculation unit 105.
The first gradation conversion processing unit 103 applies the first correction coefficient to the image signal input to the gradation conversion processing unit 15, performs gradation conversion processing, and generates a first gradation conversion image signal. .
In the gradation conversion process, the relationship between the signal value (input gradation value) P0 for each pixel included in the input image signal and the converted signal value (output gradation value) P1 is P1 = P0 × α. To do. When the input image is a color image represented by signal values of each color such as red, green, and blue, the first gradation conversion processing unit 103 uses the same correction coefficient α for each color signal value. Multiply Thereby, gradation conversion can be performed without changing the ratio of signal values of each color, that is, the hue.

その他、第1階調変換処理部103は、入力画像信号の信号値を、明るさを示す明るさ成分と色を示す色成分とに分離し、明るさ成分にのみ補正係数αを乗算して階調変換を行ってもよい。例えば第1階調変換処理部103は、RGB色空間で示された各画素の信号値をHSV色空間で示された信号値に変換し、明度成分の信号値にのみ補正係数αを乗算して階調変換をすることもできる。   In addition, the first gradation conversion processing unit 103 separates the signal value of the input image signal into a brightness component indicating brightness and a color component indicating color, and only the brightness component is multiplied by the correction coefficient α. Tone conversion may be performed. For example, the first gradation conversion processing unit 103 converts the signal value of each pixel indicated in the RGB color space into a signal value indicated in the HSV color space, and multiplies only the lightness component signal value by the correction coefficient α. It is also possible to perform tone conversion.

図4は、第1補正係数αを使用して階調変換を行ったときの局所的な領域の画素値の状態の例を示す図で、横軸は画像内の位置、縦軸は画素値を示す。図4(A)は、入力画像の画素値の状態であり、図4(B)は、第1階調変換処理部103が出力する画像の画素値の状態である。これらは局所的な領域であるため、照明光分布は略同一、つまり、補正係数も略同一となる。したがって、図4(A)から図4(B)への変化は、細かい画素値変動を維持したまま、領域の明るさが向上するような変化となる。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the state of pixel values in a local area when gradation conversion is performed using the first correction coefficient α, where the horizontal axis indicates the position in the image, and the vertical axis indicates the pixel value. Indicates. 4A shows the state of the pixel value of the input image, and FIG. 4B shows the state of the pixel value of the image output by the first gradation conversion processing unit 103. Since these are local regions, the illumination light distribution is substantially the same, that is, the correction coefficients are also substantially the same. Therefore, the change from FIG. 4A to FIG. 4B is a change in which the brightness of the region is improved while the fine pixel value variation is maintained.

第1階調変換処理部103は、階調変換処理を行って生成した第1階調変換画像信号を第2照明光分布算出部104および第2階調変換処理部106に出力する。
第2照明光分布算出部104は、第1階調変換処理部103から出力された第1階調変換画像信号に基づいて、画素毎に照明光分布Y2(第2照明光分布)を算出する。ここでは、第2照明光分布算出部104は、第1照明光分布算出部101と同様に、第1階調変換画像信号が示す各画素とその周囲の所定領域(第2領域)内の画素間で、明るさを平均化する。第2照明光分布算出部104における明るさYの算出方法は、第1照明光分布算出部101における明るさYの算出方法と同様とすることができる。
The first gradation conversion processing unit 103 outputs the first gradation conversion image signal generated by performing the gradation conversion processing to the second illumination light distribution calculation unit 104 and the second gradation conversion processing unit 106.
The second illumination light distribution calculation unit 104 calculates an illumination light distribution Y2 (second illumination light distribution) for each pixel based on the first gradation conversion image signal output from the first gradation conversion processing unit 103. . Here, similarly to the first illumination light distribution calculation unit 101, the second illumination light distribution calculation unit 104 is a pixel in each pixel indicated by the first gradation conversion image signal and a predetermined region (second region) around the pixel. Average brightness between. The calculation method of the brightness Y in the second illumination light distribution calculation unit 104 can be the same as the calculation method of the brightness Y in the first illumination light distribution calculation unit 101.

このときに、第2照明光分布算出部104が平均化する画素の所定領域(第2領域)の大きさは、第1照明光分布算出部101が平均化する画素の所定領域(第1領域)の大きさに比べて小さくなっている。つまり、第2照明光分布Y2は、第1照明光分布Y1よりも、階調値の平均化による周辺画素の影響が少なく、注目画素の階調値の影響が第1照明光分布よりも大きくなる。   At this time, the size of the predetermined area (second area) of the pixels averaged by the second illumination light distribution calculation unit 104 is equal to the predetermined area (first area) of the pixels averaged by the first illumination light distribution calculation unit 101. ) Is smaller than the size of. That is, the second illumination light distribution Y2 is less affected by the peripheral pixels due to the gradation value averaging than the first illumination light distribution Y1, and the influence of the gradation value of the pixel of interest is greater than the first illumination light distribution. Become.

第2照明光分布算出部104は、算出した照明光分布Y2を第2補正係数算出部105に出力する。第2補正係数算出部105は、第2照明光分布算出部104から出力された照明光分布Y2に基づいて、画素毎に補正係数βを算出する。
図5は、第2補正係数算出部105が算出する第2補正係数の一例である。図5において、横軸は第2照明光分布Y2の階調値で、縦軸は第2補正係数βの値である。
第2補正係数算出部105は、照明光分布Y2が示す階調値に対して、単調増加する第2補正係数βを算出する。ここでは、第2補正係数算出部105は、照明光分布Y2の階調値の最大値において、第2補正係数βを1とし、上記最大値となる階調値から低階調側に向かうに従って減少するように第2補正係数βを設定する。
The second illumination light distribution calculation unit 104 outputs the calculated illumination light distribution Y2 to the second correction coefficient calculation unit 105. The second correction coefficient calculation unit 105 calculates the correction coefficient β for each pixel based on the illumination light distribution Y2 output from the second illumination light distribution calculation unit 104.
FIG. 5 is an example of the second correction coefficient calculated by the second correction coefficient calculation unit 105. In FIG. 5, the horizontal axis is the gradation value of the second illumination light distribution Y2, and the vertical axis is the value of the second correction coefficient β.
The second correction coefficient calculation unit 105 calculates a second correction coefficient β that monotonously increases with respect to the gradation value indicated by the illumination light distribution Y2. Here, the second correction coefficient calculation unit 105 sets the second correction coefficient β to 1 at the maximum value of the gradation value of the illumination light distribution Y2, and goes from the maximum gradation value toward the low gradation side. The second correction coefficient β is set so as to decrease.

第2照明光分布算出部104が平均値を算出する画素の領域(第2領域)は、第1照明光分布算出部101が平均値を算出する画素の領域(第1領域)よりも小さい。従って、注目画素の第2補正係数βは、注目画素の階調値の影響が強くなり、隣接画素の第2補正係数βの差が大きくなる。
これにより、第2補正係数により階調変換を行って得られた出力画像では、第2補正係数が適用される前の画像信号の最大値と最小値は、第2補正係数を適用した後には共に減少するが、最大値と最小値との差分は増大し、局所コントラストが強調される。
The pixel region (second region) for which the second illumination light distribution calculation unit 104 calculates the average value is smaller than the pixel region (first region) for which the first illumination light distribution calculation unit 101 calculates the average value. Accordingly, the second correction coefficient β of the target pixel is strongly influenced by the gradation value of the target pixel, and the difference between the second correction coefficients β of adjacent pixels is increased.
As a result, in the output image obtained by performing gradation conversion using the second correction coefficient, the maximum value and the minimum value of the image signal before the second correction coefficient is applied are determined after the second correction coefficient is applied. Although both decrease, the difference between the maximum and minimum values increases and the local contrast is enhanced.

図6は、第2補正係数βを使用して階調変換を行ったときの局所的な領域の画素値の状態の例を示す図で、横軸は画像内の位置、縦軸は画素値を示す。図6(A)は、第1階調変換処理部103が出力する画像の画素値の状態であり、図6(B)は、第2階調変換処理部106が出力する画像の画素値の状態である。照明光分布Y2を算出するときに参照する第2領域が第1領域より小さいため、各画素の変動が大きくなり、局所的なコントラストが強調される。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a state of pixel values in a local area when gradation conversion is performed using the second correction coefficient β, where the horizontal axis indicates the position in the image, and the vertical axis indicates the pixel value. Indicates. 6A shows the state of the pixel value of the image output from the first gradation conversion processing unit 103, and FIG. 6B shows the state of the pixel value of the image output from the second gradation conversion processing unit 106. State. Since the second region to be referred to when calculating the illumination light distribution Y2 is smaller than the first region, the variation of each pixel is increased and the local contrast is enhanced.

なお図2の例では、入力画像信号に対して、第1階調変換処理部103で第1補正係数を用いて階調変換した後、さらに第2階調変換処理部106にて第2補正係数を用いて階調変換を行っているが、入力画像信号に基づいて、第1補正係数と第2補正係数とをそれぞれ算出し、これら第1補正係数と第2補正係数とを合成した第3補正係数を生成し、入力画像信号に第3補正係数を適用して階調変換を行うようにしてもよい。   In the example of FIG. 2, after the tone conversion is performed on the input image signal using the first correction coefficient by the first tone conversion processing unit 103, the second correction is further performed by the second tone conversion processing unit 106. The tone conversion is performed using the coefficients, but the first correction coefficient and the second correction coefficient are calculated based on the input image signal, and the first correction coefficient and the second correction coefficient are combined. Three correction coefficients may be generated, and gradation conversion may be performed by applying the third correction coefficient to the input image signal.

(画像信号の平均輝度に基づく階調変換処理)
本実施形態では、第1補正係数算出部102は、平均輝度検出部13が検出した画像信号のフレーム毎の平均輝度に従って、階調変換処理部15における第1補正係数の値を変化させる。平均輝度検出部13が検出した平均輝度に基づく第1補正係数は、平均輝度に基づきマイコン制御部21が選択したテーブルに基づき、マイコン制御部21から階調変換処理部15に指示される。
具体的には、第1補正係数算出部102は、平均輝度が相対的に低い画像信号では、閾値Yth未満の第1補正係数の値を相対的に低くする。このときに、第1補正係数算出部102は、平均輝度検出部13により検出される平均輝度のレベルを複数段階に区分し、平均輝度が低い段階ほど、閾値Yth未満の第1の補正係数の値を低くする。
(Gradation conversion processing based on the average luminance of the image signal)
In the present embodiment, the first correction coefficient calculation unit 102 changes the value of the first correction coefficient in the gradation conversion processing unit 15 according to the average luminance for each frame of the image signal detected by the average luminance detection unit 13. The first correction coefficient based on the average luminance detected by the average luminance detection unit 13 is instructed from the microcomputer control unit 21 to the gradation conversion processing unit 15 based on a table selected by the microcomputer control unit 21 based on the average luminance.
Specifically, the first correction coefficient calculation unit 102 relatively lowers the value of the first correction coefficient that is less than the threshold Yth for an image signal having a relatively low average luminance. At this time, the first correction coefficient calculation unit 102 divides the average luminance level detected by the average luminance detection unit 13 into a plurality of levels, and the lower the average luminance, the lower the first correction coefficient less than the threshold Yth. Lower the value.

図7は、平均輝度に基づき変換させる第1補正係数の設定例を示す図である。ここでは第1補正係数による階調変換処理が、「強」、「中」、「弱」の3段階に応じた第1補正係数αが定められる。図7(A)は、第1補正係数による階調変換処理が「強」の場合の例であり、閾値Yth未満の第1補正係数αは、最も高いレベルに設定される。閾値Yth以上では、照明光分布Y1の階調値が大きくなるほど、第1補正係数αが低下し、照明光分布Y1の最高階調で第1補正係数αは1となる。階調変換処理が「強」の場合には、画像信号の低階調領域の持ち上げ(エンハンス)量が最も大きくなる。   FIG. 7 is a diagram illustrating a setting example of the first correction coefficient to be converted based on the average luminance. Here, the first correction coefficient α is determined according to the three steps of “strong”, “medium”, and “weak” in the gradation conversion processing using the first correction coefficient. FIG. 7A shows an example in which the gradation conversion process using the first correction coefficient is “strong”, and the first correction coefficient α less than the threshold Yth is set to the highest level. Above the threshold Yth, the first correction coefficient α decreases as the gradation value of the illumination light distribution Y1 increases, and the first correction coefficient α becomes 1 at the highest gradation of the illumination light distribution Y1. When the gradation conversion process is “strong”, the amount of enhancement (enhancement) of the low gradation area of the image signal is the largest.

図7(B)は、第1補正係数による階調変換処理が「中」の場合であり、閾値Yth未満の第1補正係数は、「強」の場合よりも小さく設定される。この場合も、照明光分布Y1の最高階調では、第1補正係数は1となる。
図7(C)は、第1補正係数による階調変換処理が「弱」の場合であり、閾値Yth未満の第1補正係数は、「中」の場合よりもさらに小さく設定される。この場合も、照明光分布Y1の最高階調では、第1補正係数は1となる。第1補正係数による階調変換処理が「弱」の場合には、画像信号の低階調領域の持ち上げ(エンハンス)量は最も小さくなる。
なお、第1補正係数αが段階的に変化した場合、それに応じて第2補正係数βも変化する。基本的には、第1補正係数αが大きくなった場合に、それを補償するように第2補正係数βが小さくなる。ここでは第2補正係数βは、第1補正係数αに応じて適宜定められるものとする。
FIG. 7B shows a case where the gradation conversion process using the first correction coefficient is “medium”, and the first correction coefficient less than the threshold Yth is set smaller than the case of “strong”. Also in this case, the first correction coefficient is 1 at the highest gradation of the illumination light distribution Y1.
FIG. 7C shows a case where the gradation conversion process using the first correction coefficient is “weak”, and the first correction coefficient less than the threshold Yth is set to be smaller than that in the “medium” case. Also in this case, the first correction coefficient is 1 at the highest gradation of the illumination light distribution Y1. When the gradation conversion processing by the first correction coefficient is “weak”, the amount of lifting (enhancement) of the low gradation region of the image signal is the smallest.
When the first correction coefficient α changes stepwise, the second correction coefficient β also changes accordingly. Basically, when the first correction coefficient α increases, the second correction coefficient β decreases to compensate for it. Here, the second correction coefficient β is appropriately determined according to the first correction coefficient α.

図8は、本実施形態で実行する平均輝度と第1補正係数による階調変換処理の強度との関係を示す図である。
第1補正係数算出部102では、画像信号がとり得る平均輝度を、予め「低」、「中」、「高」の三段階に区分し、平均輝度が「低」のときに第1補正係数による階調変換処理を「弱」にし、平均輝度が「中」のときに第1補正係数による階調変換処理を「中」にし、平均輝度が「高」のときに第1補正係数による階調変換処理を「強」にする。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the average luminance executed in the present embodiment and the intensity of the gradation conversion process using the first correction coefficient.
The first correction coefficient calculation unit 102 classifies the average luminance that can be taken by the image signal into three stages of “low”, “medium”, and “high” in advance, and the first correction coefficient when the average luminance is “low”. The gradation conversion process is set to “weak”, the gradation conversion process using the first correction coefficient is set to “medium” when the average luminance is “medium”, and the first correction coefficient is used when the average luminance is “high”. Set the key conversion process to “strong”.

画像信号の平均輝度が低い場合は、低階調のノイズ成分が多いため、第1補正係数を大きくするとノイズ成分が目立つようになる。従って、画像信号の平均輝度が低い場合には、第1補正係数による階調変換処理を「弱」にしてノイズが目立たないようにする。
また画像信号の平均輝度が高い場合には、画像信号の低階調領域のノイズ成分も少ないため、第1の補正係数による階調変換処理を「強」にして、階調変換処理の効果を最大限に高めて高画質化を図る。また、画像信号の平均輝度が中程度の場合は、平均輝度が低い場合と、高い場合との間の中間的な効果を得るために、第1補正係数による階調変換処理を「中」にする。
このように、画像信号の平均輝度に応じて階調変換処理時の第1補正係数を変化させることにより、画像内のノイズ成分の状態に応じて最適な階調変換処理を行うことができ、画像信号の特性に応じて適切に高画質化を図ることができる。
When the average luminance of the image signal is low, there are many low-tone noise components. Therefore, increasing the first correction coefficient makes the noise components stand out. Therefore, when the average luminance of the image signal is low, the gradation conversion process using the first correction coefficient is set to “weak” so that noise is not noticeable.
In addition, when the average luminance of the image signal is high, the noise component in the low gradation region of the image signal is also small. Therefore, the gradation conversion process using the first correction coefficient is set to “strong” and the effect of the gradation conversion process is improved. Increase image quality to the maximum. Further, when the average luminance of the image signal is medium, the gradation conversion processing by the first correction coefficient is set to “medium” in order to obtain an intermediate effect between the case where the average luminance is low and the case where the average luminance is high. To do.
Thus, by changing the first correction coefficient during the gradation conversion process according to the average luminance of the image signal, the optimum gradation conversion process can be performed according to the state of the noise component in the image, The image quality can be appropriately improved according to the characteristics of the image signal.

(実施形態2)
図9は、本発明の第2の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。本実施形態では、第1の実施形態の構成に加えて、入力画像信号のフレームごとのピーク輝度を検出するピーク輝度検出部23を備えている。ピーク輝度検出部23が検出したピーク輝度は、平均輝度検出部13が検出した平均輝度とともにマイコン制御部21に出力される。また、ピーク輝度を検出した画像信号をノイズリダクション処理部14に出力する。
図9の他の構成は、図1に示す実施形態と同様であるため、本実施形態を特徴付ける部分を除いてその繰り返しの説明は省略する。また、階調変換処理部15の構成についても、実施形態1の図2の構成と同様である。
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of an image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, a peak luminance detection unit 23 that detects the peak luminance for each frame of the input image signal is provided. The peak luminance detected by the peak luminance detection unit 23 is output to the microcomputer control unit 21 together with the average luminance detected by the average luminance detection unit 13. Further, the image signal whose peak luminance is detected is output to the noise reduction processing unit 14.
The other configuration of FIG. 9 is the same as that of the embodiment shown in FIG. 1, and the repeated description thereof will be omitted except for the portion characterizing this embodiment. Further, the configuration of the gradation conversion processing unit 15 is the same as the configuration of FIG. 2 of the first embodiment.

本実施形態では、第1補正係数算出部102は、平均輝度検出部13が検出した平均輝度と、ピーク輝度検出部23が検出したピーク輝度に従って、閾値未満の第1補正係数αの値を変化させる。平均輝度検出部13が検出した平均輝度、およびピーク輝度検出部23に基づく第1補正値は、マイコン制御部21が選択したテーブルに基づき、マイコン制御部21から階調変換処理部15に指示される。
具体的には、第1補正係数算出部102は、平均輝度検出部13が検出した平均輝度が所定レベルより低く、かつピーク輝度のレベルが所定レベル以上である場合を除き、平均輝度が相対的に低い画像信号では、閾値未満の第1補正係数の値を相対的に低くする。また、平均輝度が所定レベルより低くかつピーク輝度のレベルが所定レベル以上である場合、閾値未満の第1補正係数の値を相対的に高くする。
In the present embodiment, the first correction coefficient calculation unit 102 changes the value of the first correction coefficient α less than the threshold according to the average luminance detected by the average luminance detection unit 13 and the peak luminance detected by the peak luminance detection unit 23. Let The average luminance detected by the average luminance detector 13 and the first correction value based on the peak luminance detector 23 are instructed from the microcomputer controller 21 to the gradation conversion processor 15 based on the table selected by the microcomputer controller 21. The
Specifically, the first correction coefficient calculation unit 102 determines that the average luminance is relative except when the average luminance detected by the average luminance detection unit 13 is lower than a predetermined level and the peak luminance level is equal to or higher than the predetermined level. For an image signal that is very low, the value of the first correction coefficient that is less than the threshold value is relatively low. Further, when the average luminance is lower than the predetermined level and the peak luminance level is equal to or higher than the predetermined level, the value of the first correction coefficient that is less than the threshold is relatively increased.

上記の具体例を図10に示す。図10は、本実施形態で実行する平均輝度およびピーク輝度と、第1補正係数による階調変換処理の強度との関係を示す図である。
第1補正係数算出部102では、画像信号がとり得る平均輝度を、予め「低」、「中」、「高」の三段階に区分する。また、ピーク輝度については、予め「低」、「高」の2段階に区分する。ピーク輝度が高いときとは、一例として4096階調で表現される画像信号の階調値が3900以上であるときに、高いピーク輝度地値を持つものとすることができる。
また、階調変換処理では、予め「強」、「中」、「弱」の三段階に応じた第1補正係数が定められるものとする。三段階の第1補正係数は、実施形態1の図7の例と同様であるものとする。
A specific example of the above is shown in FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between the average luminance and the peak luminance executed in the present embodiment and the intensity of the gradation conversion process using the first correction coefficient.
In the first correction coefficient calculation unit 102, the average luminance that can be taken by the image signal is divided into three stages of “low”, “medium”, and “high” in advance. The peak luminance is divided into two stages of “low” and “high” in advance. When the peak luminance is high, for example, when the gradation value of an image signal expressed by 4096 gradations is 3900 or more, it can have a high peak luminance ground value.
In the gradation conversion process, it is assumed that first correction coefficients corresponding to three levels of “strong”, “medium”, and “weak” are determined in advance. It is assumed that the three-stage first correction coefficients are the same as those in the example of FIG.

図10に示すように、平均輝度が「高」の場合には、ピーク輝度の高低に関わらず、第1補正係数による階調変換処理を「強」にする。画像信号の平均輝度が高い場合には、低階調領域のノイズ成分も少ないため、第1の補正係数による階調変換処理を「強」にして、階調変換処理の効果を最大限に高めて高画質化を図る。また、画像信号の平均輝度が中程度の場合は、ピーク輝度の平均輝度が低い場合と、高い場合との間の中間的な効果を得るために、第1補正係数による階調変換処理を「中」にする。   As shown in FIG. 10, when the average luminance is “high”, the gradation conversion process using the first correction coefficient is set to “strong” regardless of the level of the peak luminance. When the average luminance of the image signal is high, the noise component in the low gradation area is also small, so the gradation conversion process using the first correction coefficient is set to “strong” to maximize the effect of the gradation conversion process. To improve image quality. When the average luminance of the image signal is medium, the gradation conversion process using the first correction coefficient is performed in order to obtain an intermediate effect between when the average luminance of the peak luminance is low and when the average luminance is high. "Middle".

平均輝度が低い場合には、ピーク輝度が「高」の場合と、「低」の場合とで階調変換処理を異ならせる。すなわち、平均輝度が「低」で、ピーク輝度も「低」の場合、低階調領域のノイズ成分が多いため、第1補正係数を大きくするとノイズ成分が目立つようになる。また、このときにピーク輝度がそれほど高くないため、ピーク輝度を輝かせるよりも、第1補正係数を抑えて、ノイズ成分が目立たないようにすることを優先する。
一方、平均輝度が「低」で、ピーク輝度が「高」の場合は、例えば、星空のように画面全体が暗いが、星の輝きがあるような画像であり、この場合には、第1補正係数を小さくすると、ピーク輝度をもつ画像(例えば星)の輝き感も抑えてしまう。従って平均輝度が低く、かつピーク輝度が高い場合には、第1補正係数により階調変換処理を「強」にして、ピーク輝度の輝き感を強調する。
When the average luminance is low, the gradation conversion processing is different depending on whether the peak luminance is “high” or “low”. That is, when the average luminance is “low” and the peak luminance is “low”, there are many noise components in the low gradation region, so that the noise components become conspicuous when the first correction coefficient is increased. In addition, since the peak luminance is not so high at this time, priority is given to suppressing the first correction coefficient and making the noise component inconspicuous rather than making the peak luminance bright.
On the other hand, when the average luminance is “low” and the peak luminance is “high”, for example, the image is dark like the starry sky, but has the brightness of stars. When the correction coefficient is reduced, the brightness of an image having a peak luminance (for example, a star) is also suppressed. Therefore, when the average luminance is low and the peak luminance is high, the gradation conversion process is set to “strong” by the first correction coefficient to emphasize the brightness of the peak luminance.

上記のように、画像信号の平均輝度、およびピーク輝度に応じて階調変換処理時の第1補正係数を変化させることにより、画像内のノイズ成分の状態やピークの状態に応じて最適な階調変換処理を行うことができ、画像信号の特性に応じて適切に高画質化を図ることができる。   As described above, by changing the first correction coefficient at the time of gradation conversion processing according to the average luminance and peak luminance of the image signal, an optimum level is selected according to the state of noise components and the peak state in the image. Tone conversion processing can be performed, and high image quality can be appropriately achieved according to the characteristics of the image signal.

(実施形態3)
図11は、本発明の第3の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。本実施形態では、第1の実施形態の平均輝度検出部13に代えて、入力画像信号のフレーム毎に、輝度値ごとの画素数を積算した輝度ヒストグラムを検出する輝度ヒストグラム検出部24を備えている。輝度ヒストグラム検出部24が検出した輝度ヒストグラムは、マイコン制御部21に出力される。また、輝度ヒストグラムを検出した画像信号をノイズリダクション処理部14に出力する。
図11の他の構成は、図1および図2に示す実施形態と同様であるため、本実施形態を特徴付ける部分を除いてその繰り返しの説明は省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of an image processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, instead of the average luminance detection unit 13 of the first embodiment, a luminance histogram detection unit 24 that detects a luminance histogram obtained by integrating the number of pixels for each luminance value is provided for each frame of the input image signal. Yes. The luminance histogram detected by the luminance histogram detection unit 24 is output to the microcomputer control unit 21. Further, the image signal from which the luminance histogram is detected is output to the noise reduction processing unit 14.
Other configurations in FIG. 11 are the same as those in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, and thus repeated description thereof is omitted except for portions characterizing the present embodiment.

本実施形態では、第1補正係数算出部102は、輝度ヒストグラム検出部24が検出した輝度ヒストグラムに従って、閾値未満の第1補正係数の値を変化させる。輝度ヒストグラム検出部24が検出した輝度ヒストグラムは、マイコン制御部21が選択したテーブルに基づき、マイコン制御部21から階調変換処理部15に指示される。
図12に輝度ヒストグラムの一例を示す。輝度ヒストグラムは、上記のように画像信号のフレームごとに、画素の輝度値ごとに画素数を積算したものである。本実施形態では、輝度ヒストグラムに基づいて、所定の低階調領域の面積と、所定の高階調領域の面積とを検出し、検出した面積に基づいて、第1補正係数の値を変換させる。
In the present embodiment, the first correction coefficient calculation unit 102 changes the value of the first correction coefficient less than the threshold according to the luminance histogram detected by the luminance histogram detection unit 24. The luminance histogram detected by the luminance histogram detection unit 24 is instructed from the microcomputer control unit 21 to the gradation conversion processing unit 15 based on the table selected by the microcomputer control unit 21.
FIG. 12 shows an example of the luminance histogram. The luminance histogram is obtained by integrating the number of pixels for each luminance value of each pixel of the image signal as described above. In the present embodiment, the area of a predetermined low gradation area and the area of a predetermined high gradation area are detected based on the luminance histogram, and the value of the first correction coefficient is converted based on the detected area.

輝度ヒストグラムに応じて第1補正係数の値を変化させるときの具体例として、第1補正係数算出部102は、輝度ヒストグラム検出部24が検出した輝度ヒストグラムの所定の低階調領域と、所定の高階調領域の面積に基づいて、
(1)所定の低階調領域の面積が最も小さい所定範囲では、閾値未満の第1補正係数の値を相対的に最も大きくし、
(2)所定の低階調領域の面積が中間レベルの所定範囲では、所定の高階調領域が有るときに、閾値未満の第1補正係数の値を相対的に中間レベルとするとともに、所定の高階調領域が無いときに、閾値未満の第1補正係数の値を相対的に最も低くし、
(3)所定の低階調領域の面積が最も大きい所定範囲では、所定の高階調領域が有るときに、閾値未満の第1補正係数の値を相対的に最も大きくするとともに、所定の高階調領域が無いときに、閾値未満の第1補正係数の値を相対的に最も低くする。
As a specific example of changing the value of the first correction coefficient according to the luminance histogram, the first correction coefficient calculation unit 102 includes a predetermined low gradation region of the luminance histogram detected by the luminance histogram detection unit 24, a predetermined Based on the area of the high gradation area,
(1) In the predetermined range in which the area of the predetermined low gradation region is the smallest, the value of the first correction coefficient less than the threshold value is set to be relatively largest,
(2) In the predetermined range where the area of the predetermined low gradation region is an intermediate level, when there is a predetermined high gradation region, the value of the first correction coefficient less than the threshold is set to the intermediate level relatively, When there is no high gradation area, the value of the first correction coefficient that is less than the threshold is set to the lowest value,
(3) In the predetermined range in which the area of the predetermined low gradation region is the largest, when there is a predetermined high gradation region, the value of the first correction coefficient less than the threshold value is relatively increased and the predetermined high gradation is When there is no area, the value of the first correction coefficient that is less than the threshold value is set to the lowest.

上記の具体例を図13に示す。図13は、本実施形態で実行する輝度ヒストグラムの低階調領域の面積および高階調領域の面積、およびピーク輝度と第1補正係数による階調変換処理の強度との関係を示す図である。
ここでは輝度ヒストグラムで検出される画像信号がとり得る輝度値について、所定の低階調領域、中間階調領域、および高階調領域を定めておく。一例として、0〜4095階調で現される画像信号において、低階調領域は447階調以下の領域とし、中間階調領域は448〜3422階調の領域とし、高階調領域は3423階調以上の領域とする。
A specific example of the above is shown in FIG. FIG. 13 is a diagram illustrating the area of the low gradation region and the area of the high gradation region of the luminance histogram executed in the present embodiment, and the relationship between the peak luminance and the intensity of the gradation conversion process using the first correction coefficient.
Here, predetermined low gradation regions, intermediate gradation regions, and high gradation regions are determined for the luminance values that can be taken by the image signal detected by the luminance histogram. As an example, in an image signal represented by 0 to 4095 gradations, the low gradation area is an area of 447 gradations or less, the intermediate gradation area is an area of 448 to 3422 gradations, and the high gradation area is 3423 gradations. The above area.

そして、その面積の大きさの範囲を予め「大」、「中」、「小」の三段階に区分する。一例として各階調領域の面積が75%以上であればその面積が「大」であり、75〜10%の範囲にあればその面積は「中」であり、10%未満であれば面積が「小」であると判断させることができる。また、低階調領域または高階調領域の画素があれば「有」とし、なければ「無」とする。
また、階調変換処理では、予め「強」、「中」、「弱」の3段階に応じた第1補正係数が定められるものとする。3段階の第1補正係数は、実施形態1の図7の例と同様であるものとする。
Then, the range of the size of the area is divided into three stages of “large”, “medium”, and “small” in advance. As an example, if the area of each gradation region is 75% or more, the area is “large”, if it is in the range of 75 to 10%, the area is “medium”, and if it is less than 10%, the area is “ It can be determined to be “small”. In addition, if there is a pixel in the low gradation region or the high gradation region, it is “present”, and if it is not, “not present”.
In the gradation conversion process, it is assumed that first correction coefficients corresponding to three levels of “strong”, “medium”, and “weak” are determined in advance. It is assumed that the three stages of the first correction coefficients are the same as those in the example of FIG.

図13に示すように、低階調領域の面積が「小」の場合には、高階調領域の面積に関わらず、第1補正係数による階調変換処理を「強」にする。画像信号の低階調領域の面積が小さい場合には、低階調領域のノイズ成分も少ないため、第1の補正係数による階調変換処理を「強」にして、階調変換処理の効果を最大限に高めて高画質化を図る。
また、低階調領域の面積が「中」の場合には、高階調領域が「有」の場合と「無」の場合で階調変換処理を異ならせる。ここでは、低階調領域の面積が「中」であって、高階調領域が「有」の場合には、低階調領域の面積が小さい場合と、大きい場合との間の中間的な効果を得るために、第1補正係数による階調変換処理を「中」にする。
一方、低階調領域の面積が「中」であって、高階調領域が「無」の場合には、低階調側のノイズ成分が強調されることを抑制するために、第1補正係数による階調変換処理を「弱」として、ノイズ成分が目立たないようにする。
As shown in FIG. 13, when the area of the low gradation region is “small”, the gradation conversion processing by the first correction coefficient is set to “strong” regardless of the area of the high gradation region. When the area of the low gradation region of the image signal is small, the noise component in the low gradation region is also small. Therefore, the gradation conversion processing by the first correction coefficient is set to “strong”, and the effect of the gradation conversion processing is improved. Increase image quality to the maximum.
Further, when the area of the low gradation region is “medium”, the gradation conversion process is different depending on whether the high gradation region is “present” or “not present”. Here, when the area of the low gradation region is “medium” and the high gradation region is “present”, an intermediate effect between the case where the area of the low gradation region is small and the case where it is large Therefore, the gradation conversion process using the first correction coefficient is set to “medium”.
On the other hand, when the area of the low gradation region is “medium” and the high gradation region is “none”, the first correction coefficient is used to suppress the enhancement of the noise component on the low gradation side. The gradation conversion processing by is set to “weak” so that noise components are not noticeable.

低階調領域の面積が「大」の場合には、高階調領域が「有」の場合と「無」の場合で階調変換処理を異ならせる。ここでは、低階調領域の面積が「大」であって、高階調領域が「有」の場合には、第1補正係数による階調変換処理を「強」にする。低階調領域の面積が大きく、かつ高階調領域が有る場合は、画面全体が暗いが、その中に高階調部分があるような画像であり、この場合には、第1補正係数を小さくすると、高階調部分の輝き感も抑えられてしまう。従って低階調領域が大きく、かつ高階調領域が有る場合には、第1補正係数により階調変換処理を「強」にして、高階調領域の輝き感を強調する。   When the area of the low gradation region is “large”, the gradation conversion process is different depending on whether the high gradation region is “present” or “not present”. Here, when the area of the low gradation region is “large” and the high gradation region is “present”, the gradation conversion processing by the first correction coefficient is set to “strong”. When the area of the low gradation area is large and there is a high gradation area, the entire screen is dark, but the image has a high gradation part in it. In this case, if the first correction coefficient is reduced, In addition, the brightness of the high gradation part is also suppressed. Therefore, when the low gradation area is large and there is a high gradation area, the gradation conversion process is set to “strong” by the first correction coefficient to emphasize the brightness of the high gradation area.

また、低階調領域の面積が「大」であって、高階調領域が「無」の場合には、第1補正係数による階調変換処理を「弱」にする。低階調領域の面積が大きく、かつ高階調領域が無い場合は、高階調部分が無い暗い画像であり、この場合には、第1補正係数を抑えて、ノイズ成分が目立たないようにする。   In addition, when the area of the low gradation region is “large” and the high gradation region is “none”, the gradation conversion process using the first correction coefficient is set to “weak”. When the area of the low gradation area is large and there is no high gradation area, it is a dark image without the high gradation part. In this case, the first correction coefficient is suppressed so that the noise component is not noticeable.

上記のように、画像信号の高階調領域と低階調領域の面積もしくは有無に応じて階調変換処理時の第1補正係数を変化させることにより、画像内のノイズ成分の状態や明るさの状態に応じて最適な階調変換処理を行うことができ、画像信号の特性に応じて適切に高画質化を図ることができる。   As described above, by changing the first correction coefficient at the time of gradation conversion processing according to the area of the high gradation region and the low gradation region of the image signal or the presence / absence of the noise component in the image and the brightness An optimum gradation conversion process can be performed according to the state, and an image quality can be appropriately improved according to the characteristics of the image signal.

(実施形態4)
図14は、本発明の第4の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。本実施形態では、第1の実施形態の構成の平均輝度検出部に代えて、エッジヒストグラム検出部25を備えている。
エッジヒストグラム検出部25は、画像信号のフレームごとに、フレームを構成する各画素について隣接画素との間の輝度差の絶対値である隣接画素間輝度差を求め、隣接画素間輝度差ごとの画素数を示すエッジヒストグラムを作成し、このエッジヒストグラムのフレーム間の変化量を検出する。変化量としては、例えば、同一の隣接画素間輝度差のフレーム間の差を、全ての隣接画素間輝度差について積算することでエッジヒストグラムの変化量を求めることができる。
(Embodiment 4)
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of an image processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, an edge histogram detection unit 25 is provided instead of the average luminance detection unit having the configuration of the first embodiment.
For each frame of the image signal, the edge histogram detection unit 25 obtains a luminance difference between adjacent pixels that is an absolute value of a luminance difference between adjacent pixels for each pixel constituting the frame, and a pixel for each luminance difference between adjacent pixels. An edge histogram indicating the number is created, and the amount of change between the frames of the edge histogram is detected. As the amount of change, for example, the amount of change in the edge histogram can be obtained by integrating the difference between the same luminance differences between adjacent pixels with respect to the luminance difference between all adjacent pixels.

エッジヒストグラム検出部25が検出したエッジヒストグラムの変化量は、マイコン制御部21に出力される。また、エッジヒストグラムの変化量を検出した画像信号をノイズリダクション処理部14に出力する。マイコン制御部21は、エッジヒストグラムの変化量に基づき、ノイズリダクション処理部14におけるノイズ除去の強度と、階調変換処理部15における第1補正係数の大きさを制御する。
図14の他の構成は、図1および図2に示す実施形態と同様であるため、本実施形態を特徴付ける部分を除いてその繰り返しの説明は省略する。
The change amount of the edge histogram detected by the edge histogram detection unit 25 is output to the microcomputer control unit 21. Further, the image signal in which the change amount of the edge histogram is detected is output to the noise reduction processing unit 14. The microcomputer control unit 21 controls the noise removal strength in the noise reduction processing unit 14 and the magnitude of the first correction coefficient in the gradation conversion processing unit 15 based on the amount of change in the edge histogram.
Other configurations in FIG. 14 are the same as those in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, and repeated description thereof is omitted except for portions characterizing this embodiment.

本実施形態では、エッジヒストグラム検出部25が検出したエッジヒストグラムの変化量に従って、第1補正係数算出部102で閾値未満の第1補正係数の値を変化させるとともに、ノイズリダクション処理部14でノイズリダクションの強度を変化させる。
ノイズリダクション処理部14のノイズリダクションの強度と、階調変換処理部15における第1補正係数による階調変換処理は、エッジヒストグラム検出部25が検出したエッジヒストグラムの変化量に基づき、マイコン制御部21により制御される。
In the present embodiment, the first correction coefficient calculation unit 102 changes the value of the first correction coefficient less than the threshold according to the amount of change in the edge histogram detected by the edge histogram detection unit 25, and the noise reduction processing unit 14 performs noise reduction. Vary the intensity.
The intensity of the noise reduction in the noise reduction processing unit 14 and the gradation conversion processing by the first correction coefficient in the gradation conversion processing unit 15 are based on the change amount of the edge histogram detected by the edge histogram detection unit 25, and the microcomputer control unit 21 Controlled by

具体的には、第1補正係数算出部102は、エッジヒストグラム検出部25が検出したエッジヒストグラムの変化量が相対的に小さい画像信号では、閾値未満の第1補正係数の値を相対的に大きくし、ノイズリダクション処理部14は、エッジヒストグラム検出部25が検出したエッジヒストグラムの変化量が相対的に小さい画像信号では、ノイズ除去の強度を相対的に弱くする。   Specifically, the first correction coefficient calculation unit 102 relatively increases the value of the first correction coefficient less than the threshold for an image signal in which the change amount of the edge histogram detected by the edge histogram detection unit 25 is relatively small. The noise reduction processing unit 14 relatively weakens the noise removal strength for the image signal in which the change amount of the edge histogram detected by the edge histogram detection unit 25 is relatively small.

上記の具体例を図15に示す。図15は、本実施形態で実行するエッジヒストグラムの変化量と、ノイズリダクション強度および第1補正係数による変換処理との関係を示す図である。
ここではますエッジヒストグラムの変化量のレベルを、予め「大」であるか「小」であるかを規定しておく。エッジヒストグラムの変化量が大である場合とは、例えばフレームごとにちらつきを生じるノイズがある場合で、ノイズがあると、フレームから検出されるエッジヒストグラムは、フレーム間で大きく変動し、エッジヒストグラムの変化量が大きくなる。この変化量を予め所定レベルで区分し、所定レベル以上の場合には変化量が「大」であるとし、所定レベル未満の場合は変化量が「小」であるものとする。
An example of the above is shown in FIG. FIG. 15 is a diagram illustrating the relationship between the change amount of the edge histogram executed in the present embodiment, and the conversion process using the noise reduction intensity and the first correction coefficient.
Here, the level of the amount of change in the edge histogram is defined in advance as to whether it is “large” or “small”. When the amount of change in the edge histogram is large, for example, when there is noise that causes flickering for each frame, if there is noise, the edge histogram detected from the frame varies greatly between frames, and the edge histogram The amount of change increases. The amount of change is classified in advance at a predetermined level. When the amount is greater than or equal to the predetermined level, the amount of change is “large”. When the amount is less than the predetermined level, the amount of change is “small”.

また、ノイズリダクションの強度は、画像信号のノイズ成分の低減度合を規定する値である。ノイズリダクションの強度は、例えば周囲画素の影響の強さを表す。強度が大きいほど注目画素の出力値は、周辺画素の画素値に近づくことになる。本実施形態では、ノイズリダクションの方式は特に限定されない。
ここではノイズリダクションの強度を予め「強」、「弱」の段階に区分して定めておく。また、階調変換処理では、予め「強」、「中」、「弱」の3段階に応じた第1補正係数が定められるものとする。3段階の第1補正係数は、実施形態1の図7の例と同様であるものとする。
The noise reduction intensity is a value that defines the degree of reduction of the noise component of the image signal. The intensity of noise reduction represents the intensity of influence of surrounding pixels, for example. As the intensity increases, the output value of the target pixel approaches the pixel values of the surrounding pixels. In the present embodiment, the noise reduction method is not particularly limited.
Here, the intensity of noise reduction is determined in advance by dividing it into “strong” and “weak” stages. In the gradation conversion process, it is assumed that first correction coefficients corresponding to three levels of “strong”, “medium”, and “weak” are determined in advance. It is assumed that the three stages of the first correction coefficients are the same as those in the example of FIG.

図15に示すように、エッジヒストグラムの変化量が「大」のときには、ノイズリダクションの強度を「強」にし、かつ第1補正係数による階調変換処理を「弱」にする。エッジヒストグラムの変化量が大きいときには、ノイズがある画像であると考えられるため、ノイズリダクション強度を強くしてノイズ除去効果を高める。またこのときに、第1補正係数による階調変換処理を弱くし、低階調領域のノイズが強調されることを抑える。
一方、エッジヒストグラムの変化量が「小」のときには、ノイズリダクションの強度を「弱」にし、かつ第1補正係数による階調変換処理を「強」にする。エッジヒストグラムの変化量が小さいときには、ノイズが少ない画像であると考えられるため、ノイズリダクションの強度を弱くして、ノイズリダクションによる解像感の劣化を抑える。また、ノイズが少ない画像であるため、第1補正係数による階調変換処理を強くして、階調変換処理の効果を最大限に高めて高画質化を図る。
As shown in FIG. 15, when the amount of change in the edge histogram is “large”, the noise reduction strength is set to “strong”, and the gradation conversion processing by the first correction coefficient is set to “weak”. When the change amount of the edge histogram is large, it is considered that the image has noise. Therefore, the noise reduction strength is increased to enhance the noise removal effect. At this time, the gradation conversion process using the first correction coefficient is weakened to suppress the enhancement of noise in the low gradation region.
On the other hand, when the amount of change in the edge histogram is “small”, the noise reduction strength is set to “weak” and the tone conversion processing by the first correction coefficient is set to “strong”. When the amount of change in the edge histogram is small, it is considered that the image is low in noise. Therefore, the intensity of noise reduction is reduced to suppress degradation in resolution due to noise reduction. In addition, since the image is low in noise, the tone conversion process using the first correction coefficient is strengthened to maximize the effect of the tone conversion process and improve the image quality.

このように、画像信号のエッジヒストグラムの変化量に応じて階調変換処理時の第1補正係数、およびノイズリダクションの強度を変化させることにより、画像内のノイズ成分の状態に応じて最適な階調変換処理を行うことができ、画像信号の特性に応じて適切に高画質化を図ることができる。   In this way, by changing the first correction coefficient at the time of gradation conversion processing and the intensity of noise reduction in accordance with the amount of change in the edge histogram of the image signal, the optimum level according to the state of the noise component in the image. Tone conversion processing can be performed, and high image quality can be appropriately achieved according to the characteristics of the image signal.

(実施形態5)
図16は、本発明の第4の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。本実施形態では、第1の実施形態の構成の平均輝度検出部13に加えて、画像の動きを検出し、動きの程度を判定する動き検出判定部26を備えている。
動き検出判定部26は、画像信号の動きを検出して、動きの程度を判定し、判定結果をマイコン制御部21に出力する。動きの程度の判定には、公知の技術を適宜適用することができる。例えばフレーム間のブロックごとの動きベクトルをブロックマッチング法等を用いて計算し、その動きベクトルの大きさに応じて、映像の動きの程度を分類することができる。あるいは、フレーム内の画素値の累算をフレーム間で比較して、その差分に基づき画像の動きの状態を判定することができる。このときにフレーム内のブロックごとに画素値の累算の差分を算出するものであってもよい。
ここでは、画像信号が完全に静止した完全静止画であるか、あるいは動きのある映像であるかを判定し、動きのある画像の場合、動きの程度をさらに複数段階に分けて判定することができる。
(Embodiment 5)
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of an image processing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, in addition to the average luminance detection unit 13 having the configuration of the first embodiment, a motion detection determination unit 26 that detects the motion of an image and determines the degree of the motion is provided.
The motion detection determination unit 26 detects the motion of the image signal, determines the degree of motion, and outputs the determination result to the microcomputer control unit 21. A known technique can be applied as appropriate to the determination of the degree of movement. For example, a motion vector for each block between frames can be calculated using a block matching method or the like, and the degree of motion of the video can be classified according to the magnitude of the motion vector. Alternatively, the accumulation of pixel values in a frame can be compared between frames, and the state of image movement can be determined based on the difference. At this time, an accumulation difference of pixel values may be calculated for each block in the frame.
Here, it is determined whether the image signal is a completely still image or a moving image, and in the case of a moving image, the degree of movement can be further divided into a plurality of stages. it can.

動き検出判定部26が判定した画像の動きの程度は、平均輝度検出部13が検出した平均輝度とともに、マイコン制御部21に出力される。また、動きを検出した画像信号をノイズリダクション処理部14に出力する。マイコン制御部21は、平均輝度および動きの程度の判定結果に基づき、ノイズリダクション処理部14におけるノイズリダクションの強度と、階調変換処理部15における階調変処理を制御する。
図16の他の構成は、図1および図2に示す実施形態と同様であるため、本実施形態を特徴付ける部分を除いてその繰り返しの説明は省略する。
The degree of motion of the image determined by the motion detection determination unit 26 is output to the microcomputer control unit 21 together with the average luminance detected by the average luminance detection unit 13. Further, the image signal whose motion is detected is output to the noise reduction processing unit 14. The microcomputer control unit 21 controls the noise reduction intensity in the noise reduction processing unit 14 and the gradation change processing in the gradation conversion processing unit 15 based on the determination result of the average luminance and the degree of motion.
The other configuration of FIG. 16 is the same as that of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, and the repeated description thereof is omitted except for the portion characterizing this embodiment.

本実施形態では、動き検出判定部26が判定した動きの程度に従って、第1補正係数算出部102で閾値未満の第1補正係数の値を変化させるとともに、ノイズリダクション処理部14でノイズリダクションの強度を変化させる。
ノイズリダクション処理部14のノイズリダクションの強度と、階調変換処理部15における階調変換処理は、動き検出判定部26が判定した画像の動きの程度に基づき、マイコン制御部21により制御される。
In the present embodiment, the first correction coefficient calculation unit 102 changes the value of the first correction coefficient less than the threshold according to the degree of motion determined by the motion detection determination unit 26, and the noise reduction processing unit 14 performs noise reduction intensity. To change.
The intensity of noise reduction in the noise reduction processing unit 14 and the gradation conversion processing in the gradation conversion processing unit 15 are controlled by the microcomputer control unit 21 based on the degree of image motion determined by the motion detection determination unit 26.

具体的には、第1補正係数算出部102は、同一の平均輝度レベルでは、動き検出判定部26が判定した動きの程度が相対的に大きい画像信号では、閾値未満の第1の補正係数の値を相対的に低くするとともに、ノイズリダクション処理部14は、2次元ノイズリダクション機能によるノイズリダクション強度を強くし、かつ3次元ノイズリダクション機能によるノイズリダクション強度を弱くする。
また、動きの程度が同じレベルである場合、第1補正係数算出部102は、平均輝度検出部13が検出した平均輝度が相対的に低い画像信号ほど、閾値未満の第1補正係数の値を相対的に低くする。
Specifically, the first correction coefficient calculation unit 102 calculates the first correction coefficient less than the threshold for an image signal with a relatively large degree of motion determined by the motion detection determination unit 26 at the same average luminance level. While the value is relatively lowered, the noise reduction processing unit 14 increases the noise reduction strength by the two-dimensional noise reduction function and weakens the noise reduction strength by the three-dimensional noise reduction function.
In addition, when the degree of motion is the same level, the first correction coefficient calculation unit 102 sets the value of the first correction coefficient that is less than the threshold for an image signal having a relatively low average luminance detected by the average luminance detection unit 13. Make it relatively low.

上記の具体例を図17に示す。図17は、本実施形態で実行する平均輝度および画像の動きの程度と、ノイズリダクション強度および第1補正係数による階調変換処理との関係を示す図である。
ここではまず動きの程度を予め「静止画」であるか、動きの遅い動画(「動画(遅)」とする)であるか、動きの速い動画(単に「動画」とする)であるかを規定しておく。動きの速い動画か、動きが遅い動画かは、動き検出された結果と予め定めた所定レベルとを被比較して判定する。
また、平均輝度検出部13が検出する平均輝度については、画像信号がとり得る平均輝度を、予め「低」、「中」、「高」のレベルに区分しておく。
A specific example of the above is shown in FIG. FIG. 17 is a diagram illustrating the relationship between the average luminance and the degree of image motion executed in the present embodiment, and the tone conversion process using the noise reduction intensity and the first correction coefficient.
Here, first, whether the degree of motion is “still image”, a slow motion video (referred to as “video (slow)”), or a fast motion video (referred to simply as “video”). It prescribes. Whether a moving image is fast moving or slow moving is determined by comparing the result of motion detection with a predetermined level.
As for the average luminance detected by the average luminance detector 13, the average luminance that can be taken by the image signal is divided into “low”, “medium”, and “high” levels in advance.

ノイズリダクション処理部14は、公知の2次元ノイズリダクション(2D NR)と、3次元ノイズリダクション(3D NR)の両方の機能を実行することができる。2次元ノイズリダクションは、1フレーム内でライン相関を利用してノイズ成分を検出し、空間的なフィルタ処理を行って出力画像のノイズを除去する。また3次元ノイズリダクションは、時間軸方向のフレーム相関を利用してノイズを検出して除去する。ノイズリダクションの強度は、画像信号のノイズ成分の低減度合を規定する値である。
ここではノイズリダクションの強度を、2次元ノイズリダクションと3次元ノイズリダクションのそれぞれについて、予め「強」、「中」、「弱」の段階に区分して定めておく。
The noise reduction processing unit 14 can execute both functions of known two-dimensional noise reduction (2D NR) and three-dimensional noise reduction (3D NR). In the two-dimensional noise reduction, a noise component is detected using a line correlation within one frame, and a spatial filter process is performed to remove noise from the output image. In the three-dimensional noise reduction, noise is detected and removed using frame correlation in the time axis direction. The intensity of noise reduction is a value that defines the degree of reduction of the noise component of the image signal.
Here, the intensity of noise reduction is determined in advance for each of the two-dimensional noise reduction and the three-dimensional noise reduction, divided into “strong”, “medium”, and “weak” stages.

また、階調変換処理では、予め「強」、「中」、「弱」の3段階に応じた第1補正係数が定められる。3段階の第1補正係数は、実施形態1の図7の例と同様であるものとする。さらに「強」の中に、「強1」、「強2」、「強3」が設定される。「中」、「弱」についても同様に、それぞれ「中1」、「中2」、「中3」と、「弱1」、「弱2」、「弱3」が設定される。
「強1」、「強2」、「強3」は、図7の「強」に相当する第1補正係数について、さらに閾値Yth未満の第1補正係数を複数段階に差をつけたものであり、閾値Yth未満の第1補正係数は「強1」が最も小さく、「強3」が最も大きい。「中」、「弱」についても同様とする。
In the gradation conversion process, first correction coefficients corresponding to three levels of “strong”, “medium”, and “weak” are determined in advance. It is assumed that the three stages of the first correction coefficients are the same as those in the example of FIG. Furthermore, “strong 1”, “strong 2”, and “strong 3” are set in “strong”. Similarly for “medium” and “weak”, “medium 1”, “medium 2”, “medium 3”, “weak 1”, “weak 2”, and “weak 3” are set, respectively.
“Strong 1”, “Strong 2”, and “Strong 3” are obtained by adding the first correction coefficient corresponding to “Strong” in FIG. Yes, the first correction coefficient less than the threshold Yth has the smallest “strong 1” and the largest “strong 3”. The same applies to “medium” and “weak”.

図17に示すように、平均輝度が同じレベルの場合、画像が動きの速い動画である場合には、2次元ノイズリダクションの強度を強くして、3次元ノイズリダクションの強度を弱くする。そして動きの遅い動画では、2次元ノイズリダクションおよび3次元リダクションの強度を中程度にする。さらに静止画である場合には、2次元ノイズリダクションの強度を弱くし、3次元ノイズリダクションの強度を強くする。   As shown in FIG. 17, when the average luminance is the same level and the image is a moving image with fast motion, the strength of the two-dimensional noise reduction is increased and the strength of the three-dimensional noise reduction is decreased. For a slow moving video, the intensity of 2D noise reduction and 3D reduction is moderate. Further, in the case of a still image, the intensity of two-dimensional noise reduction is reduced and the intensity of three-dimensional noise reduction is increased.

階調変換処理部15の効果を最大限に発揮させるためには、階調変換処理部15に入力させる画像信号にはノイズ成分が含まれないようにすることが好ましい。従って、階調変換処理部16の前でノイズを除去することが好ましいが、ノイズを十分に除去しようとすると、ノイズ除去機能が高い3次元ノイズリダクションを利用することになる。しかしながら、3次元ノイズリダクションの強度を強めにして機能させると、弊害として画像のぼけ感や、動きのある画像における残像感が問題となる。逆に2次元ノイズリダクションを使用すれば、ノイズリダクションによる画像ぼけ感や残像感は低減されるが、ノイズ除去機能は低下する。   In order to maximize the effect of the gradation conversion processing unit 15, it is preferable that a noise component is not included in the image signal input to the gradation conversion processing unit 15. Therefore, it is preferable to remove noise in front of the gradation conversion processing unit 16, but to sufficiently remove noise, three-dimensional noise reduction having a high noise removal function is used. However, when the function is performed with the intensity of three-dimensional noise reduction being increased, there are problems such as blurring of the image and afterimages in a moving image. On the other hand, if two-dimensional noise reduction is used, the image blurring feeling and the afterimage feeling due to noise reduction are reduced, but the noise removal function is lowered.

従って、動きが大きい画像では、3次元ノイズリダクションの強度を強くすると画像劣化が生じるため、3次元ノイズリダクションの強度を弱くし、2次元ノイズリダクションの強度を強くする。また静止画像では、3次元ノイズリダクションで十分にノイズ成分を除去することができるため、3次元ノイズリダクションの強度を強くし、2次元ノイズリダクションの強度を弱くする。そして動きの遅い画像は、これら動き速い動画と静止画との中間的な強度とする。   Therefore, in an image with a large motion, if the intensity of the three-dimensional noise reduction is increased, image degradation occurs. Therefore, the intensity of the three-dimensional noise reduction is decreased and the intensity of the two-dimensional noise reduction is increased. In still images, noise components can be sufficiently removed by three-dimensional noise reduction, so that the strength of three-dimensional noise reduction is increased and the strength of two-dimensional noise reduction is decreased. The slow moving image has an intermediate intensity between the fast moving moving image and the still image.

そして第1補正係数による階調変化処理では、平均輝度レベルが同じ場合には、動きの速い動画を「弱」とし、動きの遅い動画を「中」とし、静止画を「強」とする。
上記のように動きの速い動画のときには、3次元ノイズリダクションを強くかけることができず、ノイズ成分を十分に除去できない可能性があるため、第1補正係数による階調変換処理を「弱」にして、ノイズ成分が目立たないようにする。
また動きの遅い動画では、3次元ノイズリダクションの強度を動きの速い動画よりも強くすることができるため、第1補正係数による階調変換処を「中」にして、画質改善効果を高める。
In the gradation change process using the first correction coefficient, when the average luminance level is the same, a fast moving video is set to “weak”, a slow moving video is set to “medium”, and a still image is set to “strong”.
As described above, in the case of a fast moving video, the 3D noise reduction cannot be applied strongly, and the noise component may not be sufficiently removed. Therefore, the gradation conversion process using the first correction coefficient is set to “weak”. Therefore, make noise components inconspicuous.
In addition, since the motion of slow motion can be stronger than the motion of fast motion, the intensity of three-dimensional noise reduction is set to “medium” by the first correction coefficient to enhance the image quality improvement effect.

また静止画では、3次元ノイズリダクションの強度を強くすることができ、ノイズ成分を除去することができるため、第1補正係数による階調変換処理を「強」にして、階調変換処理の効果を最大限に発揮させる。
上記のように、動きの程度に応じてノイズリダクションの強度と階調変換処理とを動的に切り替えることで画像の状態に応じたノイズ除去と、階調変換処理による高画質化が可能となる。
In still images, the intensity of three-dimensional noise reduction can be increased and noise components can be removed. Therefore, the gradation conversion process using the first correction coefficient is set to “strong”, and the effect of the gradation conversion process is improved. To make the most of it.
As described above, by dynamically switching between the noise reduction intensity and the tone conversion process according to the degree of movement, it is possible to remove noise according to the state of the image and improve the image quality by the tone conversion process. .

そして、平均輝度のレベルに応じてさらに、第1補正係数による階調変換処理の程度を異ならせる。動きの程度が同等である場合、平均輝度が低いほど、閾値未満の第1補正係数の値を低くする。
つまり、動きの速い動画の場合には、平均輝度が低いときには階調変換処理は、「弱」のなかで最も閾値未満の第1補正係数が小さい「弱1」であり、平均輝度が中程度のときには閾値未満の第1補正係数は「弱2」となり、平均輝度が最も高いときには、閾値未満の第1補正係数は「弱」のなかで最も閾値未満の第1補正値が大きい「弱3」となる。
Then, the degree of gradation conversion processing by the first correction coefficient is further varied according to the average luminance level. When the degree of movement is the same, the value of the first correction coefficient less than the threshold is lowered as the average luminance is lower.
That is, in the case of a fast-moving moving image, when the average brightness is low, the gradation conversion processing is “weak 1” with the first correction coefficient less than the threshold being the smallest among the “weak”, and the average brightness is medium. When the average luminance is the highest, the first correction coefficient less than the threshold is “weak 2”. When the average brightness is the highest, the first correction coefficient less than the threshold is “weak” and the first correction value less than the threshold is the largest “weak 3”. "

動きの遅い動画についても同様に、平均輝度が低い方から高くなるにしたがって、「中1」、「中2」、「中3」となり、閾値未満の第1補正係数は、同じ中程度であっても、平均輝度が低いときに最も小さく、平均輝度が高いときに最も大きくなる。
同様に静止画についても同様に、平均輝度が低い方から高くなるにしたがって、「強1」、「強2」、「強3」となり、閾値未満の第1補正係数は、同じ強程度であっても、平均輝度が低いときに最も小さく、平均輝度が高いときに最も大きくなる。
Similarly, for a slow-moving video, as the average brightness increases from the lower one, it becomes “medium 1”, “medium 2”, “medium 3”, and the first correction coefficient below the threshold value is the same medium. However, it is the smallest when the average luminance is low and the largest when the average luminance is high.
Similarly, in the case of still images, as the average luminance increases from the lowest, the values become “strong 1”, “strong 2”, and “strong 3”, and the first correction coefficient less than the threshold is of the same strong level. However, it is the smallest when the average luminance is low and the largest when the average luminance is high.

画像信号の平均輝度が低い場合は、低階調のノイズ成分が多いため、第1補正係数を大きくするとノイズ成分が目立つようになる。従って、動きの程度が同レベルであれば、画像信号の平均輝度が低いほど、第1補正係数を低くしてノイズが目立たないようにする。
このように、画像信号の動きの程度と、画像信号の平均輝度に応じて階調変換処理時の第1補正係数、およびノイズリダクションの強度を変化させることにより、画像内のノイズ成分の状態に応じて最適な階調変換処理を行うことができ、画像信号の特性に応じて適切に高画質化を図ることができる。
When the average luminance of the image signal is low, there are many low-tone noise components. Therefore, increasing the first correction coefficient makes the noise components stand out. Therefore, if the degree of motion is the same level, the first correction coefficient is lowered so that the noise is not noticeable as the average luminance of the image signal is lower.
As described above, by changing the first correction coefficient at the time of gradation conversion processing and the intensity of noise reduction according to the degree of movement of the image signal and the average luminance of the image signal, the state of the noise component in the image is changed. Accordingly, optimum gradation conversion processing can be performed, and high image quality can be appropriately achieved according to the characteristics of the image signal.

上記の各実施形態で記載されている技術的特徴(構成要件)は、お互いに組み合わせ可能であり、組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。   The technical features (components) described in each of the above embodiments can be combined with each other, and new technical features can be formed by combining them.

1…チューナ、2…ビデオ入力端子、3…YPbPr端子、4…PC入力端子、5…HDMI入力端子、8…アナログHD入力切り換えSW、9…デジタル入力切り換えSW、10…YC分離部、11…AD変換部、12…色空間変換部、13…平均輝度検出部、14…ノイズリダクション処理部、15…階調変換処理部、16…階調変換処理部、16…映像信号処理部、17…3色/4色変換部、18…4K駆動部、19…液晶タイミングコントロール部、20…画像表示部、21…マイコン制御部、22…LEDドライバ、23…ピーク輝度検出部、24…輝度ヒストグラム検出部、25…エッジヒストグラム検出部、26…動き検出判定部、100…画像表示装置、101…第1照明光分布算出部、102…第1補正係数算出部、103…第1階調変換処理部、104…第2照明光分布算出部、105…第2補正係数算出部、106…第2階調変換処理部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tuner, 2 ... Video input terminal, 3 ... YPbPr terminal, 4 ... PC input terminal, 5 ... HDMI input terminal, 8 ... Analog HD input switching SW, 9 ... Digital input switching SW, 10 ... YC separation part, 11 ... AD conversion unit, 12 ... color space conversion unit, 13 ... average luminance detection unit, 14 ... noise reduction processing unit, 15 ... gradation conversion processing unit, 16 ... gradation conversion processing unit, 16 ... video signal processing unit, 17 ... 3 color / 4 color conversion unit, 18 ... 4K drive unit, 19 ... liquid crystal timing control unit, 20 ... image display unit, 21 ... microcomputer control unit, 22 ... LED driver, 23 ... peak luminance detection unit, 24 ... luminance histogram detection , 25 ... edge histogram detection unit, 26 ... motion detection determination unit, 100 ... image display device, 101 ... first illumination light distribution calculation unit, 102 ... first correction coefficient calculation unit, 10 ... first gradation conversion processing unit, 104 ... second illumination light distribution calculation unit, 105 ... second correction coefficient calculating unit, 106 ... second gradation conversion processing unit.

Claims (16)

入力画像信号の画素ごとに、画素の周囲の第1の所定領域内の各画素の明るさを平均化して、被写体の反射光の強度を示す指標となる第1の照明光強度を算出し、入力画像信号の前記第1の照明光強度の分布を算出する第1照明光分布算出部と、
前記入力画像信号の画素ごとに、前記第1照明光強度の階調値が所定の閾値未満の領域では一定のレベルを維持し、前記第1照明光強度の階調値が前記閾値以上の領域では前記第1照明光の階調値が増大するに従って値が減少する第1補正係数を算出する第1補正係数算出部と、
前記第1補正係数により補正した画像信号から、前記第1の所定領域より小さい第2の所定領域の各画素の明るさを平均化して第2の照明光強度の分布を算出する第2照明光分布算出部と、
前記第2照明光強度の階調値が減少するほど、値が減少する第2補正係数を算出する第2補正係数算出部と、
前記第1補正係数および前記第2補正係数を入力画像信号に適用して階調変換を行う階調変換処理部と、を有する画像処理装置であって、
入力映像信号のフレームごとの平均輝度を検出する平均輝度検出部を備え、
前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度検出部が検出した平均輝度に従って、前記閾値未満の第1補正係数の値を変化させること、を特徴とする画像処理装置。
For each pixel of the input image signal, the brightness of each pixel in the first predetermined area around the pixel is averaged to calculate a first illumination light intensity that serves as an index indicating the intensity of reflected light from the subject, A first illumination light distribution calculating unit for calculating a distribution of the first illumination light intensity of the input image signal;
For each pixel of the input image signal, a constant level is maintained in a region where the gradation value of the first illumination light intensity is less than a predetermined threshold value, and a region where the gradation value of the first illumination light intensity is greater than or equal to the threshold value Then, a first correction coefficient calculation unit that calculates a first correction coefficient that decreases as the gradation value of the first illumination light increases;
Second illumination light that calculates the second illumination light intensity distribution by averaging the brightness of each pixel in the second predetermined area smaller than the first predetermined area from the image signal corrected by the first correction coefficient. A distribution calculator;
A second correction coefficient calculation unit that calculates a second correction coefficient that decreases as the gradation value of the second illumination light intensity decreases;
A gradation conversion processing unit that performs gradation conversion by applying the first correction coefficient and the second correction coefficient to an input image signal,
An average luminance detection unit that detects the average luminance for each frame of the input video signal,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the first correction coefficient calculation unit changes a value of the first correction coefficient less than the threshold according to the average luminance detected by the average luminance detection unit.
請求項1に記載の画像処理装置において、
前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度が相対的に低い画像信号では、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に低くすることを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 1.
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the first correction coefficient calculation unit relatively lowers the value of the first correction coefficient that is less than the threshold for an image signal having a relatively low average luminance.
請求項2に記載の画像処理装置において、
前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度検出部により検出される平均輝度のレベルを複数段階に区分し、前記平均輝度が低い段階ほど、前記閾値未満の第1の補正係数の値を低くすることを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 2,
The first correction coefficient calculation unit divides the average luminance level detected by the average luminance detection unit into a plurality of stages, and the lower the average luminance, the lower the value of the first correction coefficient less than the threshold value. An image processing apparatus.
入力画像信号の画素ごとに、画素の周囲の第1の所定領域内の各画素の明るさを平均化して、被写体の反射光の強度を示す指標となる第1の照明光強度を算出し、入力画像信号の前記第1の照明光強度の分布を算出する第1照明光分布算出部と、
前記入力画像信号の画素ごとに、前記第1照明光強度の階調値が所定の閾値未満の領域では一定のレベルを維持し、前記第1照明光強度の階調値が前記閾値以上の領域では前記第1照明光の階調値が増大するに従って値が減少する第1補正係数を算出する第1補正係数算出部と、
前記第1補正係数により補正した画像信号から、前記第1の所定領域より小さい第2の所定領域の各画素の明るさを平均化して第2の照明光強度の分布を算出する第2照明光分布算出部と、
前記第2照明光強度の階調値が減少するほど、値が減少する第2補正係数を算出する第2補正係数算出部と、
前記第1補正係数および前記第2補正係数を入力画像信号に適用して階調変換を行う階調変換処理部と、を有する画像処理装置であって、
入力画像信号のフレームごとの平均輝度を検出する平均輝度検出部と、
入力画像信号のフレームごとのピーク輝度を検出するピーク輝度検出部とを有し、
前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度検出部が検出した平均輝度と、前記ピーク検出部が検出したピーク輝度に従って、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を変化させることを特徴とする画像処理装置。
For each pixel of the input image signal, the brightness of each pixel in the first predetermined area around the pixel is averaged to calculate a first illumination light intensity that serves as an index indicating the intensity of reflected light from the subject, A first illumination light distribution calculating unit for calculating a distribution of the first illumination light intensity of the input image signal;
For each pixel of the input image signal, a constant level is maintained in a region where the gradation value of the first illumination light intensity is less than a predetermined threshold value, and a region where the gradation value of the first illumination light intensity is greater than or equal to the threshold value Then, a first correction coefficient calculation unit that calculates a first correction coefficient that decreases as the gradation value of the first illumination light increases;
Second illumination light that calculates the second illumination light intensity distribution by averaging the brightness of each pixel in the second predetermined area smaller than the first predetermined area from the image signal corrected by the first correction coefficient. A distribution calculator;
A second correction coefficient calculation unit that calculates a second correction coefficient that decreases as the gradation value of the second illumination light intensity decreases;
A gradation conversion processing unit that performs gradation conversion by applying the first correction coefficient and the second correction coefficient to an input image signal,
An average luminance detector that detects the average luminance of each frame of the input image signal;
A peak luminance detection unit for detecting the peak luminance for each frame of the input image signal,
The first correction coefficient calculation unit changes the value of the first correction coefficient less than the threshold according to the average luminance detected by the average luminance detection unit and the peak luminance detected by the peak detection unit. An image processing apparatus.
請求項4に記載の画像処理装置において、
前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度検出部が検出した平均輝度が所定レベルより低く、かつ前記ピーク輝度検出部が検出した前記ピーク輝度のレベルが所定レベル以上である場合を除き、前記平均輝度が相対的に低い画像信号では、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に低くすることを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 4.
The first correction coefficient calculation unit, except that the average luminance detected by the average luminance detection unit is lower than a predetermined level, and the peak luminance level detected by the peak luminance detection unit is equal to or higher than a predetermined level, An image processing apparatus characterized in that, for an image signal having a relatively low average luminance, the value of the first correction coefficient that is less than the threshold value is relatively low.
請求項5に記載の画像処理装置において、
前記平均輝度が所定レベルより低くかつ前記ピーク輝度のレベルが所定レベル以上である場合、前記閾値未満の前記第2補正係数の値を相対的に高くすることを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 5.
An image processing apparatus, wherein when the average luminance is lower than a predetermined level and the level of the peak luminance is equal to or higher than a predetermined level, the value of the second correction coefficient less than the threshold is relatively increased.
請求項6に記載の画像処理装置において、
前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度検出部により検出される平均輝度のレベルを複数段階に区分し、かつ区分した各平均輝度レベルについて、最も平均輝度レベルが低い段階では、ピーク輝度が所定レベル以上の高い段階と、所定レベルより低い段階に区分し、
前記平均輝度のレベルが最も低くかつ前記ピーク輝度のレベルが所定レベル以上である場合を除き、前記平均輝度が低い段階ほど、前記閾値未満の第1の補正係数の値を低くし、前記平均輝度のレベルが最も低くかつ前記ピーク輝度のレベルが所定レベル以上である場合、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を、最も平均輝度が高い段階と同等に高くすることを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 6.
The first correction coefficient calculation unit divides the average luminance level detected by the average luminance detection unit into a plurality of stages, and for each of the divided average luminance levels, the peak luminance is reduced at the lowest average luminance level. It is divided into a high level above a predetermined level and a low level below a predetermined level.
Except for the case where the average luminance level is the lowest and the peak luminance level is equal to or higher than a predetermined level, the lower the average luminance, the lower the value of the first correction coefficient that is less than the threshold value, and the average luminance. When the level of the first luminance is the lowest and the level of the peak luminance is equal to or higher than a predetermined level, the value of the first correction coefficient that is less than the threshold is set to be as high as that of the highest average luminance. apparatus.
入力画像信号の画素ごとに、画素の周囲の第1の所定領域内の各画素の明るさを平均化して、被写体の反射光の強度を示す指標となる第1の照明光強度を算出し、入力画像信号の前記第1の照明光強度の分布を算出する第1照明光分布算出部と、
前記入力画像信号の画素ごとに、前記第1照明光強度の階調値が所定の閾値未満の領域では一定のレベルを維持し、前記第1照明光強度の階調値が前記閾値以上の領域では前記第1照明光の階調値が増大するに従って値が減少する第1補正係数を算出する第1補正係数算出部と、
前記第1補正係数により補正した画像信号から、前記第1の所定領域より小さい第2の所定領域の各画素の明るさを平均化して第2の照明光強度の分布を算出する第2照明光分布算出部と、
前記第2照明光強度の階調値が減少するほど、値が減少する第2補正係数を算出する第2補正係数算出部と、
前記第1補正係数および前記第2補正係数を入力画像信号に適用して階調変換を行う階調変換処理部と、を有する画像処理装置であって、
前記入力画像信号のフレーム毎に、輝度値ごとの画素数を積算した輝度ヒストグラムを検出する輝度ヒストグラム検出部を有し、
前記第1補正係数算出部は、前記輝度ヒストグラム検出部が検出した輝度ヒストグラムに従って、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を変化させることを特徴とする画像処理装置。
For each pixel of the input image signal, the brightness of each pixel in the first predetermined area around the pixel is averaged to calculate a first illumination light intensity that serves as an index indicating the intensity of reflected light from the subject, A first illumination light distribution calculating unit for calculating a distribution of the first illumination light intensity of the input image signal;
For each pixel of the input image signal, a constant level is maintained in a region where the gradation value of the first illumination light intensity is less than a predetermined threshold value, and a region where the gradation value of the first illumination light intensity is greater than or equal to the threshold value Then, a first correction coefficient calculation unit that calculates a first correction coefficient that decreases as the gradation value of the first illumination light increases;
Second illumination light that calculates the second illumination light intensity distribution by averaging the brightness of each pixel in the second predetermined area smaller than the first predetermined area from the image signal corrected by the first correction coefficient. A distribution calculator;
A second correction coefficient calculation unit that calculates a second correction coefficient that decreases as the gradation value of the second illumination light intensity decreases;
A gradation conversion processing unit that performs gradation conversion by applying the first correction coefficient and the second correction coefficient to an input image signal,
A luminance histogram detection unit that detects a luminance histogram obtained by integrating the number of pixels for each luminance value for each frame of the input image signal;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the first correction coefficient calculation unit changes a value of the first correction coefficient that is less than the threshold value in accordance with the luminance histogram detected by the luminance histogram detection unit.
請求項8に記載の画像処理装置において、
前記第1補正係数算出部は、前記輝度ヒストグラム検出部が検出した輝度ヒストグラムの所定の低階調領域と、所定の高階調領域の面積に基づいて、
所定の低階調領域が最も小さい所定範囲では、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に最も大きくし、
所定の低階調領域が中間レベルの所定範囲では、所定の高階調領域が有るときに、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に中間レベルとするとともに、所定の高階調領域が無いときに、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に最も低くし、
所定の低階調領域が最も高い所定範囲では、所定の高階調領域が有るときに、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に最も大きくするとともに、所定の高階調領域が無いときに、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に最も低くすることを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 8.
The first correction coefficient calculation unit is based on a predetermined low gradation region and a predetermined high gradation region of the luminance histogram detected by the luminance histogram detection unit,
In the predetermined range where the predetermined low gradation region is the smallest, the value of the first correction coefficient less than the threshold value is relatively maximized,
When the predetermined low gradation region is in the predetermined range of the intermediate level, and there is a predetermined high gradation region, the value of the first correction coefficient less than the threshold is set to the intermediate level, and the predetermined high gradation region When there is no, the value of the first correction coefficient less than the threshold is relatively lowest,
In the predetermined range where the predetermined low gradation region is the highest, when there is a predetermined high gradation region, the value of the first correction coefficient less than the threshold is relatively maximized and there is no predetermined high gradation region Sometimes, the image processing apparatus is characterized in that the value of the first correction coefficient less than the threshold value is relatively lowest.
入力画像信号の画素ごとに、画素の周囲の第1の所定領域内の各画素の明るさを平均化して、被写体の反射光の強度を示す指標となる第1の照明光強度を算出し、入力画像信号の前記第1の照明光強度の分布を算出する第1照明光分布算出部と、
前記入力画像信号の画素ごとに、前記第1照明光強度の階調値が所定の閾値未満の領域では一定のレベルを維持し、前記第1照明光強度の階調値が前記閾値以上の領域では前記第1照明光の階調値が増大するに従って値が減少する第1補正係数を算出する第1補正係数算出部と、
前記第1補正係数により補正した画像信号から、前記第1の所定領域より小さい第2の所定領域の各画素の明るさを平均化して第2の照明光強度の分布を算出する第2照明光分布算出部と、
前記第2照明光強度の階調値が減少するほど、値が減少する第2補正係数を算出する第2補正係数算出部と、
前記第1補正係数および前記第2補正係数を入力画像信号に適用して階調変換を行う階調変換処理部と、
前記階調変換処理部に入力する画像信号に対してノイズ除去処理を行うノイズリダクション処理部と、を有する画像処理装置であって、
前記入力画像信号のフレーム毎に、フレームを構成する各画素について隣接画素との間の輝度差の絶対値である隣接画素間輝度差を求め、該隣接画素間輝度差ごとに画素数を積算したエッジヒストグラムを生成し、該生成したエッジヒストグラムのフレーム間の変化量を検出するエッジヒストグラム検出部を有し、
前記第1補正係数算出部は、前記エッジヒストグラム検出部が検出したエッジヒストグラムの変化量に従って、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を変化させ、
前記ノイズリダクション処理部は、前記エッジヒストグラム検出部が検出したエッジヒストグラムに従って、ノイズ除去の強度を変化させることを特徴とする画像処理装置。
For each pixel of the input image signal, the brightness of each pixel in the first predetermined area around the pixel is averaged to calculate a first illumination light intensity that serves as an index indicating the intensity of reflected light from the subject, A first illumination light distribution calculating unit for calculating a distribution of the first illumination light intensity of the input image signal;
For each pixel of the input image signal, a constant level is maintained in a region where the gradation value of the first illumination light intensity is less than a predetermined threshold value, and a region where the gradation value of the first illumination light intensity is greater than or equal to the threshold value Then, a first correction coefficient calculation unit that calculates a first correction coefficient that decreases as the gradation value of the first illumination light increases;
Second illumination light that calculates the second illumination light intensity distribution by averaging the brightness of each pixel in the second predetermined area smaller than the first predetermined area from the image signal corrected by the first correction coefficient. A distribution calculator;
A second correction coefficient calculation unit that calculates a second correction coefficient that decreases as the gradation value of the second illumination light intensity decreases;
A gradation conversion processing unit that performs gradation conversion by applying the first correction coefficient and the second correction coefficient to an input image signal;
A noise reduction processing unit that performs noise removal processing on an image signal input to the gradation conversion processing unit,
For each frame of the input image signal, a luminance difference between adjacent pixels, which is an absolute value of a luminance difference between adjacent pixels, is calculated for each pixel constituting the frame, and the number of pixels is integrated for each luminance difference between adjacent pixels. An edge histogram detection unit that generates an edge histogram and detects a change amount between frames of the generated edge histogram;
The first correction coefficient calculation unit changes the value of the first correction coefficient less than the threshold according to the amount of change in the edge histogram detected by the edge histogram detection unit,
The image processing apparatus, wherein the noise reduction processing unit changes a noise removal intensity according to an edge histogram detected by the edge histogram detection unit.
請求項10に記載の画像処理装置において、
前記第1補正係数算出部は、前記エッジヒストグラム検出部が検出したエッジヒストグラムの変化量が相対的に小さい画像信号では、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に高くし、
前記ノイズリダクション処理部は、前記エッジヒストグラム検出部が検出したエッジヒストグラムの変化量が相対的に小さい画像信号では、前記ノイズ除去処理の強度を相対的に弱くすることを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 10.
The first correction coefficient calculation unit relatively increases the value of the first correction coefficient less than the threshold in an image signal in which the change amount of the edge histogram detected by the edge histogram detection unit is relatively small,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the noise reduction processing unit relatively weakens the intensity of the noise removal processing for an image signal in which a change amount of the edge histogram detected by the edge histogram detection unit is relatively small.
請求項11に記載の画像処理装置において、
前記エッジヒストグラム検出部により検出されるエッジヒストグラムの変化量を複数段階に区分し、
前記第1補正係数算出部は、前記エッジヒストグラム検出部が検出したエッジヒストグラムの変化量が小さい段階ほど、前記閾値未満の第1の補正係数の値を高くし、
前記ノイズリダクション処理部は、前記エッジヒストグラム検出部が検出したエッジヒストグラムの変化量が小さい段階ほど、前記ノイズ除去処理の強度を弱くすることを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 11.
Dividing the amount of change of the edge histogram detected by the edge histogram detector into a plurality of stages,
The first correction coefficient calculation unit increases the value of the first correction coefficient less than the threshold as the change amount of the edge histogram detected by the edge histogram detection unit is smaller,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the noise reduction processing unit weakens the noise removal processing as the level of change in the edge histogram detected by the edge histogram detection unit is smaller.
入力画像信号の画素ごとに、画素の周囲の第1の所定領域内の各画素の明るさを平均化して、被写体の反射光の強度を示す指標となる第1の照明光強度を算出し、入力画像信号の前記第1の照明光強度の分布を算出する第1照明光分布算出部と、
前記入力画像信号の画素ごとに、前記第1照明光強度の階調値が所定の閾値未満の領域では一定のレベルを維持し、前記第1照明光強度の階調値が前記閾値以上の領域では前記第1照明光の階調値が増大するに従って値が減少する第1補正係数を算出する第1補正係数算出部と、
前記第1補正係数により補正した画像信号から、前記第1の所定領域より小さい第2の所定領域の各画素の明るさを平均化して第2の照明光強度の分布を算出する第2照明光分布算出部と、
前記第2照明光強度の階調値が減少するほど、値が減少する第2補正係数を算出する第2補正係数算出部と、
前記第1補正係数および前記第2補正係数を入力画像信号に適用して階調変換を行う階調変換処理部と、を有する画像処理装置であって、
入力映像信号のフレームごとの平均輝度を検出する平均輝度検出部と、
入力画像信号の動きを検出して、動きの程度を判定する動き検出判定部と、
入力画像信号のノイズ除去処理を行うノイズリダクション処理部とを有し、
該ノイズリダクション処理部は、2次元ノイズリダクション機能と、3次元ノイズリダクション機能とを有し、
前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度検出部が検出した平均輝度と、前記動き検出判定部が判定した動きの程度とに従って、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を変化させ、
前記ノイズリダクション処理部は、前記平均輝度検出部が検出した平均輝度と、前記動き検出判定部が判定した動きの程度とに従って、ノイズ除去処理の強度を変化させることを特徴とする画像処理装置。
For each pixel of the input image signal, the brightness of each pixel in the first predetermined area around the pixel is averaged to calculate a first illumination light intensity that serves as an index indicating the intensity of reflected light from the subject, A first illumination light distribution calculating unit for calculating a distribution of the first illumination light intensity of the input image signal;
For each pixel of the input image signal, a constant level is maintained in a region where the gradation value of the first illumination light intensity is less than a predetermined threshold value, and a region where the gradation value of the first illumination light intensity is greater than or equal to the threshold value Then, a first correction coefficient calculation unit that calculates a first correction coefficient that decreases as the gradation value of the first illumination light increases;
Second illumination light that calculates the second illumination light intensity distribution by averaging the brightness of each pixel in the second predetermined area smaller than the first predetermined area from the image signal corrected by the first correction coefficient. A distribution calculator;
A second correction coefficient calculation unit that calculates a second correction coefficient that decreases as the gradation value of the second illumination light intensity decreases;
A gradation conversion processing unit that performs gradation conversion by applying the first correction coefficient and the second correction coefficient to an input image signal,
An average luminance detector for detecting the average luminance of each frame of the input video signal;
A motion detection determination unit that detects the motion of the input image signal and determines the degree of motion;
A noise reduction processing unit that performs noise removal processing of the input image signal,
The noise reduction processing unit has a two-dimensional noise reduction function and a three-dimensional noise reduction function,
The first correction coefficient calculation unit changes the value of the first correction coefficient less than the threshold according to the average luminance detected by the average luminance detection unit and the degree of movement determined by the motion detection determination unit,
The image processing apparatus, wherein the noise reduction processing unit changes the intensity of noise removal processing according to the average luminance detected by the average luminance detection unit and the degree of motion determined by the motion detection determination unit.
請求項13に記載の画像処理装置において、
前記第1補正係数算出部は、前記動き検出判定部が判定した動きの程度が相対的に大きい画像信号では、前記閾値未満の前記第1の補正係数の値を相対的に低くするとともに、
前記ノイズリダクション処理部は、前記2次元ノイズリダクション機能によるノイズリダクション強度を強くし、かつ前記3次元ノイズリダクション機能によるノイズリダクション強度を弱くし、
動きの程度が同じレベルである場合、前記平均輝度検出部が検出した平均輝度が相対的に低い画像信号ほど、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を相対的に低くすることを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 13.
The first correction coefficient calculation unit relatively lowers the value of the first correction coefficient less than the threshold in an image signal having a relatively large degree of motion determined by the motion detection determination unit, and
The noise reduction processing unit increases the noise reduction intensity by the two-dimensional noise reduction function and decreases the noise reduction intensity by the three-dimensional noise reduction function,
When the degree of motion is the same level, an image signal having a relatively low average brightness detected by the average brightness detection unit has a relatively low value of the first correction coefficient less than the threshold value. An image processing apparatus.
請求項14に記載の画像処理装置において、
前記平均輝度により検出される平均輝度のレベルを複数段階に区分し、かつ、動き検出判定部により判定される動きの程度のレベルを複数段階に区分し、
前記第1補正係数算出部は、同一の平均輝度の段階では、前記動き検出判定部が判定した動きの程度が相対的に大きい画像信号ほど、前記閾値未満の前記第1の補正係数の値を低くするとともに、前記ノイズリダクション処理部は、前記2次元ノイズリダクション機能によるノイズリダクション強度を強くし、かつ前記3次元ノイズリダクション機能によるノイズリダクション強度を弱くし、
同一の動きの程度の段階では、前記第1補正係数算出部は、前記平均輝度検出部が検出した平均輝度が相対的に低い画像信号ほど、前記閾値未満の前記第1補正係数の値を低くすることを特徴とする画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 14.
Classifying the average luminance level detected by the average luminance into a plurality of stages, and classifying the level of the degree of motion determined by the motion detection determination unit into a plurality of stages;
The first correction coefficient calculation unit calculates a value of the first correction coefficient that is less than the threshold for an image signal having a relatively large degree of motion determined by the motion detection determination unit at the same average luminance stage. The noise reduction processing unit increases the noise reduction strength by the two-dimensional noise reduction function and weakens the noise reduction strength by the three-dimensional noise reduction function.
At the stage of the same degree of movement, the first correction coefficient calculation unit lowers the value of the first correction coefficient that is less than the threshold value for an image signal whose average luminance detected by the average luminance detection unit is relatively low. An image processing apparatus.
請求項1〜15のいずれか1に記載の画像処理装置と、該画像処理装置で階調変換された画像信号に基づく画像を表示する画像表示部を備えた画像表示装置。   An image display apparatus comprising: the image processing apparatus according to claim 1; and an image display unit that displays an image based on an image signal subjected to gradation conversion by the image processing apparatus.
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WO2019167124A1 (en) * 2018-02-27 2019-09-06 株式会社ソシオネクスト Noise removal device, noise removal method and static state detection method
CN110333267A (en) * 2019-07-01 2019-10-15 武汉科技大学 One kind being based on RSBSS Infrared Non-destructive Testing thermal imaging imperfection image processing method and system
CN114187865A (en) * 2021-11-03 2022-03-15 北京易美新创科技有限公司 Image processing method and device for LED display screen and control card

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019167124A1 (en) * 2018-02-27 2019-09-06 株式会社ソシオネクスト Noise removal device, noise removal method and static state detection method
US11258927B2 (en) 2018-02-27 2022-02-22 Socionext Inc. Noise removal device, noise removal method, and stillness detection method
CN110333267A (en) * 2019-07-01 2019-10-15 武汉科技大学 One kind being based on RSBSS Infrared Non-destructive Testing thermal imaging imperfection image processing method and system
CN114187865A (en) * 2021-11-03 2022-03-15 北京易美新创科技有限公司 Image processing method and device for LED display screen and control card

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