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{Technisches Gebiet}
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bildverarbeitungsvorrichtung.
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{Stand der Technik}
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In der verwandten Technik gibt es bekannte Bildverarbeitungsvorrichtungen zum Korrigieren der Farben der jeweiligen Pixel auf Grundlage der Beziehung zwischen der Farbe eines interessierenden Pixels in einem Bild und den Farben der Pixel, die das interessierende Pixel umgeben (siehe beispielsweise PTL 1). Die scheinbare Farbe des interessierenden Pixels, die ein Beobachter wahrnimmt, variiert je nach den Farben der umgebenden Pixel. Durch Berücksichtigung einer solchen Illusion ist es möglich, die Farbe des interessierenden Pixels angemessen zu auszuwerten.
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{Entgegenhaltungsliste}
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{Patentliteratur}
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- {PTL 1} Ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 2008-98932
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{Darstellung der Erfindung}
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{Technisches Problem}
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Bei der Bildverarbeitungsvorrichtung von PTL 1 müssen eine Ermittlung der umgebenden Pixel und eine Berechnung von Korrekturfarben für jedes interessierende Pixel durchgeführt werden; somit besteht ein Problem darin, dass das Berechnungsausmaß enorm wird, was deshalb die Verarbeitungszeit erhöht.
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Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts der oben beschriebenen Umstände und eine Aufgabe davon ist es, eine Bildverarbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die in einer kurzen Zeit ein Bild bereitstellen kann, in dem die Buntheit genau ausgewertet werden kann.
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{Lösung des Problems}
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Bildverarbeitungsvorrichtung bereit, enthaltend: eine Luminanzerfassungseinheit, die die Luminanzwerte von Pixeln in einem interessierenden Bereich erfasst, der mindestens ein Teil eines Eingabebilds ist; und eine Luminanzkorrektureinheit, die die Luminanzwerte der Pixel auf Grundlage der Luminanzwerte korrigiert, die von der Luminanzerfassungseinheit erfasst wurden, wobei die Luminanzkorrektureinheit die Luminanzwerte der Pixel so korrigiert, dass ein Verteilungsbereich der Luminanzwerte der Pixel im interessierenden Bereich eingeschränkt wird, während gleichzeitig die Größenbeziehung zwischen den Luminanzwerten im Bild beibehalten wird.
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Nach der vorliegenden Erfindung erfasst die Luminanzerfassungseinheit die Luminanzwerte von Pixeln in einem interessierenden Bereich in einem Bild und die Luminanzkorrektureinheit korrigiert die Luminanzwerte des Bilds so, dass die Luminanzwerte aller Pixel im interessierenden Bereich in einem vorbestimmten Intervall verteilt sind. Dementsprechend wird ein Bild erlangt, in dem die Differenz zwischen den Luminanzwerten im interessierenden Bereich reduziert wurde. Die scheinbare Buntheit jedes Pixels in einem Bild hängt von den Luminanzwerten der Pixel ab, die dieses Pixel umgeben. Deshalb kann im von der Luminanzkorrektureinheit korrigierten Bild die Buntheit jedes Pixels im interessierenden Bereich visuell mit Genauigkeit ausgewertet werden, während der Einfluss reduziert wird, der von den Luminanzwerten der umgebenden Pixel verursacht wird. Ferner ist die Verarbeitungszeit reduziert, da die zum Korrigieren eines Bilds erforderliche Verarbeitung nur eine einfache Luminanzwertberechnung ist.
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In der oben beschriebenen Erfindung kann die Luminanzkorrektureinheit die Luminanzwerte der Pixel so korrigieren, dass der Maximalluminanzwert ein Wert wird, der zwei Mal der Minimalluminanzwert im interessierenden Bereich oder geringer ist.
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Dadurch wird die Beziehung zwischen der tatsächlichen Buntheit und der scheinbaren Buntheit in jedem Pixel im interessierenden Bereich konstant, ohne von den Luminanzwerten der umgebenden Pixel abzuhängen. Deshalb kann die Buntheit jedes Pixels im interessierenden Bereich mit größerer Genauigkeit ausgewertet werden.
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Die oben beschriebene Erfindung kann ferner enthalten: eine Berechnungseinheit für Durchschnittsluminanz, die einen durchschnittlichen Luminanzwert des interessierenden Bereichs berechnet, in der die Luminanzwerte von der Luminanzkorrektureinheit korrigiert wurden; und eine Buntheitsberechnungseinheit, die die Buntheit der Pixel berechnet, deren Luminanzwerte von der Luminanzkorrektureinheit korrigiert wurden, auf Grundlage des von der Berechnungseinheit für die Durchschnittsluminanz berechneten durchschnittlichen Luminanzwerts.
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Dadurch kann die Buntheit jedes Pixels im Bild, in dem die Luminanzwerte korrigiert wurden, quantitativ ausgewertet werden.
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Die oben beschriebene Erfindung kann ferner eine Ausschlusseinheit für helle Flecken enthalten, die einen Luminanzwert, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, aus den Luminanzwerten ausschließt, die von der Luminanzerfassungseinheit erfasst wurden, wobei die Luminanzkorrektureinheit die Luminanzwerte der Pixel auf Grundlage der Luminanzwerte korrigieren kann, die verbleiben, nachdem der Luminanzwert, der gleich oder größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, von der Ausschlusseinheit für helle Flecken ausgeschlossen wurde.
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Falls ein heller Fleck mit hoher Luminanz, der durch Staub usw. verursacht wird, der auf einem Subjekt existiert, im interessierenden Bereich im Bild existiert, wird dadurch der Luminanzwert am hellen Fleck von den von der Luminanzerfassungseinheit erfassten Luminanzwerten ausgeschlossen. Dementsprechend können die Luminanzwerte des Bilds angemessener korrigiert werden.
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Die oben beschriebene Erfindung kann ferner eine Festlegungseinheit für interessierende Bereiche enthalten, die den interessierenden Bereich im Eingabebild festlegt.
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Dadurch kann ein gewünschter Bereich im Bild als ein interessierender Bereich festgelegt werden.
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{Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung}
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Nach der vorliegenden Erfindung wird dahingehend eine vorteilhafte Wirkung geboten, dass ein Bild, in dem die Buntheit genau ausgewertet werden kann, in einer kurzen Zeit bereitgestellt werden kann.
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{Kurzbeschreibung der Zeichnungen}
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1 ist ein Blockdiagramm, das die Funktionen einer Bildverarbeitungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
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2A ist ein Histogramm mit Luminanzwerten eines ursprünglichen Bilds, das von einer Luminanzkorrektureinheit erstellt wurde.
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2B ist das in 2A gezeigte Histogramm, das von der Luminanzkorrektureinheit korrigiert wurde.
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3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Luminanzwert und der scheinbaren Buntheit zeigt.
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4 ist ein Blockdiagramm, das eine Modifikation der in 1 gezeigten Bildverarbeitungsvorrichtung zeigt.
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5 ist ein Histogramm mit Luminanzwerten zum Erläutern einer Modifikation einer von der Luminanzkorrektureinheit durchgeführten Luminanzwertkorrekturverarbeitung.
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6 ist ein Histogramm mit Luminanzwerten zum Erläutern einer weiteren Modifikation der von der Luminanzkorrektureinheit durchgeführten Luminanzwertkorrekturverarbeitung.
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7 ist eine Gradationskurve zum Erläutern noch einer weiteren Modifikation der von der Luminanzkorrektureinheit durchgeführten Luminanzwertkorrekturverarbeitung.
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8 ist eine Gammakurve zum Erläutern noch einer weiteren Modifikation der von der Luminanzkorrektureinheit durchgeführten Luminanzwertkorrekturverarbeitung.
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9 ist ein Histogramm mit Luminanzwerten zum Erläutern noch einer weiteren Modifikation der von der Luminanzkorrektureinheit durchgeführten Luminanzwertkorrekturverarbeitung.
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10 ist ein Blockdiagramm, das die Funktionen noch einer anderen Modifikation der in 1 gezeigten Bildverarbeitungsvorrichtung zeigt.
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{Beschreibung der Ausführungsform}
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Eine Bildverarbeitungsvorrichtung 1 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, ist die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 dieser Ausführungsform versehen mit: einer Eingabeeinheit 2, in die ein ursprüngliches Bild von außen eingegeben wird; einer Luminanzerfassungseinheit 3, die die Luminanzwerte des ursprünglichen Bilds berechnet; einer Luminanzkorrektureinheit 4, die die Luminanzwerte des ursprünglichen Bilds korrigiert; und einer Ausgabeeinheit 5, die das ursprüngliche Bild, in dem die Luminanzwerte korrigiert wurden (korrigiertes Bild), nach außen ausgibt.
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Die Bildverarbeitungseinheit 1 ist zum Beispiel ein Universalcomputer und ist versehen mit: einer Zentralverarbeitungseinheit (CPU); einer Hauptspeichereinheit, wie einem RAM; und einer zusätzlichen Speichereinheit. Die zusätzliche Speichereinheit ist ein nicht transitorisches computerlesbares Speichermedium und speichert ein Bildverarbeitungsprogramm. Die CPU ruft das Bildverarbeitungsprogramm von der zusätzlichen Speichereinheit in die Hauptspeichereinheit und führt das Bildverarbeitungsprogramm aus, wodurch die Funktionen der Luminanzerfassungseinheit 3 und der Luminanzkorrektureinheit 4 realisiert werden. Alternativ kann die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 mit dedizierter Hardware (ASIC) versehen sein, die eine Verarbeitung durchführt, die später beschrieben wird und die von der Luminanzerfassungseinheit 3 und der Luminanzkorrektureinheit 4 durchgeführt wird.
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Die Eingabeeinheit 2 ist beispielsweise mit einer Beobachtungsvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden, wie einem Mikroskop oder einem Endoskop, sodass ein ursprüngliches Bild von der Beobachtungsvorrichtung in die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 über die Eingabeeinheit 2 eingegeben wird.
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Die Ausgabeeinheit 5 ist zum Beispiel mit einer Anzeigeeinheit (nicht gezeigt) verbunden und gibt das nicht verarbeitete ursprüngliche Bild oder ein korrigiertes Bild, das von der Luminanzkorrektureinheit 4 verarbeitet wurde, als ein Ausgabebild aus.
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Die Luminanzerfassungseinheit 3 erfasst die Luminanzwerte aller Pixel aus dem ursprünglichen Bild in einem vorbestimmten interessierenden Bereich im ursprünglichen Bild und wählt den minimalen Luminanzwert Vmin und den maximalen Luminanzwert Vmax unter den erhaltenen Luminanzwerten aus. Als Nächstes berechnet die Luminanzerfassungseinheit 3 das Verhältnis Vmax/Vmin des maximalen Luminanzwerts Vmax zum minimalen Luminanzwert Vmin.
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Unten wird ein Fall beschrieben, bei dem der gesamte Bereich des ursprünglichen Bilds als ein interessierender Bereich festgelegt ist. Der interessierende Bereich kann jedoch ein teilweiser Bereich im ursprünglichen Bild sein und beispielsweise kann ein zentraler Bereich im ursprünglichen Bild als ein interessierender Bereich festgelegt werden.
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Wenn der Wert des Verhältnisses Vmax/Vmin, der von der Luminanzerfassungseinheit 3 berechnet wird, größer als 2 ist, führt die Luminanzkorrektureinheit 4 eine Luminanzwertkorrekturverarbeitung, die später beschrieben wird, am ursprünglichen Bild durch. Andererseits, wenn der Wert des Verhältnisses Vmax/Vmin, der von der Luminanzerfassungseinheit 3 berechnet wird, gleich oder kleiner als 2 ist, führt die Luminanzkorrektureinheit 4 keine Luminanzwertkorrekturverarbeitung am ursprünglichen Bild durch.
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Bei der Luminanzwertkorrekturverarbeitung erstellt die Luminanzkorrektureinheit 4 ein Histogramm der Luminanzwerte aller Pixel im ursprünglichen Bild, wie in 2A gezeigt. Als Nächstes berechnet die Luminanzkorrektureinheit 4 eine Verteilungsbreite ΔW' = Vmax' – Vmin', bei der das Verhältnis Vmax'/Vmin' gleich oder kleiner als 2 wird, auf Grundlage des maximalen Luminanzwerts Vmax und des minimalen Luminanzwerts Vmin, und komprimiert die Verteilungsbreite ΔW = Vmax/Vmin der Luminanzwerte im Histogramm auf die Verteilungsbreite ΔW' hinunter, wie durch eine durchgezogene Linie in 2B angezeigt. Vmax' ist der maximale Luminanzwert, der nach der Korrektur erhalten wird, und ist kleiner als Vmax. Vmin' ist der minimale Luminanzwert, der nach der Korrektur erhalten wird, und ist größer als Vmin. Dementsprechend korrigiert die Luminanzkorrektureinheit 4 die Luminanzwerte des ursprünglichen Bilds so, dass das nach der Korrektur erhaltene Luminanzwertverteilungsintervall enger als das vor der Korrektur erhaltene wird, während sie gleichzeitig die Größenbeziehung zwischen den Luminanzwerten im ursprünglichen Bild bewahrt. Die Luminanzkorrektureinheit 4 ersetzt die Luminanzwerte der jeweiligen Pixel des ursprünglichen Bilds durch die korrigierten Luminanzwerte, wodurch ein korrigiertes Bild generiert wird, und sendet das korrigierte Bild an die Ausgabeeinheit 5.
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Als Nächstes wird der Betrieb der so konfigurierten Bildverarbeitungsvorrichtung 1 beschrieben.
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Wenn ein ursprüngliches Bild von der Beobachtungsvorrichtung über die Eingabeeinheit 2 in die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 eingegeben wird, berechnet die Luminanzerfassungseinheit 3 zuerst das Verhältnis Vmax/Vmin des ursprünglichen Bilds. Das Verhältnis Vmax/Vmin ist ein Wert, der die Größe der Differenz zwischen den Luminanzwerten im ursprünglichen Bild anzeigt. Als Nächstes ermittelt die Luminanzkorrektureinheit 4 den Bedarf für die Korrekturverarbeitung der Luminanzwerte des ursprünglichen Bilds auf Grundlage des Verhältnisses Vmax/Vmin.
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Falls die Differenz zwischen den Luminanzwerten im ursprünglichen Bild klein ist und das Verhältnis Vmax/Vmin gleich oder kleiner als 2 ist, wird ermittelt, dass die Korrekturverarbeitung nicht notwendig ist und das ursprüngliche Bild, das in die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 eingegeben wurde, das unverarbeitet bleibt, wird über die Ausgabeeinheit 5 an die Anzeigeeinheit ausgegeben und wird auf der Anzeigeeinheit angezeigt.
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Falls andererseits die Differenz zwischen Luminanzwerten im ursprünglichen Bild groß ist und das Verhältnis Vmax/Vmin größer als 2 ist, korrigiert die Luminanzkorrektureinheit 4 die Luminanzwerte des ursprünglichen Bilds, sodass das Verhältnis Vmax'/Vmin' gleich oder kleiner als 2 wird. In diesem Fall wird ein korrigiertes Bild über die Ausgabeeinheit 5 an die Anzeigeeinheit ausgegeben und wird auf der Anzeigeeinheit angezeigt.
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Hier wird die Beziehung zwischen Buntheit und Luminanzwerten eines Bilds beschrieben.
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Farbe weist drei Komponenten auf, d. h., relative Helligkeit, Buntheit und Farbton. 3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zeigt zwischen: dem Verhältnis der absoluten Helligkeit eines Beobachtungszielpixels (Ziel) in einem Bild und der umgebenden Pixeln (Hintergrund) des Ziels; und scheinbarer relativer Helligkeit, Buntheit und Farbton des Ziels, die bzw. den ein Beobachter wahrnimmt, der das Bild beobachtet. Die horizontale Achse zeigt das Verhältnis Ib/It des Hintergrund-Luminanzwerts Ib zum Zielluminanzwert It und die vertikale Achse zeigt scheinbare relative Helligkeit, Buntheit und Farbton.
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Wie in 3 gezeigt, ist der Einfluss der absoluten Helligkeit des Hintergrunds auf die scheinbare Buntheit des Ziels im Intervall groß, in dem das Verhältnis Ib/It kleiner als 0,5 ist. Auch wenn die tatsächliche Buntheit die gleiche ist, neigt die scheinbare Buntheit des Ziels dazu, höher zu sein, wenn der Hintergrund dunkler ist. Im Gegensatz dazu ist der Einfluss der absoluten Helligkeit des Hintergrunds auf die scheinbare Buntheit des Ziels im Intervall klein, in dem das Verhältnis Ib/It gleich oder größer als 0,5 ist, und die scheinbare Buntheit des Ziels ist im Wesentlichen in Bezug auf die tatsächliche Buntheit des Ziels konstant, unabhängig von der absoluten Helligkeit des Hintergrunds.
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In dieser Ausführungsform ist das Verhältnis Vmax/Vmin oder Vmax'/Vmin' eines auf der Anzeigeeinheit anzuzeigenden Ausgabebilds gleich oder kleiner als 2. Genauer wird das Verhältnis Ib/It an jedem Ziel im Ausgabebild immer gleich oder größer als 0,5. Wenn der Beobachter Farbe zwischen einer Vielzahl von gewünschten Stellen im auf der Anzeigeeinheit angezeigten Ausgabebild vergleicht, ist es deshalb dem Beobachter möglich, Farben, die eine gleiche tatsächliche Buntheit aufweisen, als Farben mit gleicher Buntheit zu erkennen und Farben, die eine unterschiedliche tatsächliche Buntheit aufweisen, als Farben mit unterschiedlicher Buntheit zu erkennen.
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Auf diese Weise werden die Luminanzwerte so korrigiert, dass das Luminanzwertverteilungsintervall eingeschränkt wird, um das Verhältnis Vmax'/Vmin' gleich oder kleiner als 2 zu machen, falls die Differenz zwischen den Luminanzwerten im ursprünglichen Bild groß ist. Deshalb besteht ein Vorteil darin, dass es möglich ist, dem Beobachter ein Ausgabebild bereitzustellen, in dem die tatsächliche Buntheit jedes Pixels visuell genau ausgewertet werden kann. Ferner besteht ein Vorteil darin, dass die Zeit, die von der Eingabe eines ursprünglichen Bilds bis zur Ausgabe eines Ausgabebilds benötigt wird, kurz ist, da die Verarbeitung, die von der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 durchgeführt wird, nur eine einfache Luminanzwertberechnung ist.
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Es ist zu beachten, dass in dieser Ausführungsform, wie in 4 gezeigt, ferner eine Festlegungseinheit 6 für interessierende Bereiche vorgesehen sein kann, die einen interessierenden Bereich im ursprünglichen Bild festlegt, und die Luminanzkorrektureinheit 4 kann die Luminanzwerte des ursprünglichen Bilds so korrigieren, dass das Verhältnis Vmax'/Vmin' im interessierenden Bereich, der von der Festlegungseinheit 6 für interessierende Bereiche festgelegt ist, gleich oder kleiner als 2 wird.
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In diesem Fall kann der Beobachter einen gewünschten Bereich im auf der Anzeigeeinheit angezeigten ursprünglichen Bild unter Verwendung von für die Anzeigeeinheit vorgesehenen Eingabevorrichtungen (nicht gezeigt), wie einem Berührungsfeld und einem Schreibstift, als einen interessierenden Bereich angeben. Die Festlegungseinheit 6 für interessierende Bereiche erfasst Positionsinformationen über den vom Bediener angegebenen Bereich von den Eingabevorrichtungen und legt den interessierenden Bereich in Bezug auf das ursprüngliche Bild auf Grundlage der erfassten Positionsinformationen fest. Dementsprechend ist es möglich, einen interessierenden Bereich festzulegen, der für Beobachtungszwecke durch den Beobachter geeigneter ist.
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Ferner ist es in dieser Ausführungsform auch möglich, wie in 4 gezeigt, eine Ausschlusseinheit 9 für helle Flecken vorzusehen, die unter den von der Luminanzerfassungseinheit 3 erfassten Luminanzwerten Luminanzwerte ausschließt, die gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert sind. In diesem Fall wählt die Luminanzerfassungseinheit 3 den minimalen Luminanzwert Vmin und den maximalen Luminanzwert Vmax aus den restlichen Luminanzwerten aus, nachdem die Luminanzwerte ausgeschlossen wurden, die gleich oder größer als der vorbestimmte Schwellenwert sind, und die Luminanzkorrektureinheit 4 erstellt ein Histogramm durch Verwenden der verbleibenden Luminanzwerte, nachdem die Luminanzwerte ausgeschlossen wurden, die gleich oder größer als der vorbestimmte Schwellenwert sind.
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Da in einigen Fällen Staub auf dem Subjekt existiert, tritt ein heller Fleck mit einem Luminanzwert, der viel größer als der umgebende Bereich ist, in einem ursprünglichen Bild auf. In solchen Fällen wird der maximale Luminanzwert Vmax aus den Luminanzwerten ausgewählt, die erfasst wurden, nachdem der Luminanzwert des hellen Flecks ausgeschlossen wurde, wodurch es möglich wird, in der Luminanzkorrektureinheit 4 eine genauere Korrektur der Luminanzwerte durchzuführen.
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Ferner kann die Luminanzkorrektureinheit 4 in dieser Ausführungsform, wie in 5 gezeigt, einen durchschnittlichen Luminanzwert Vave im interessierenden Bereich aus den von der Luminanzerfassungseinheit 3 erfassten Luminanzwerten berechnen und kann die Verteilungsbreite ΔW der Luminanzwerte im Histogramm auf die Verteilungsbreite ΔW' komprimieren, wobei der berechnete durchschnittliche Luminanzwert Vave als Mitte dient. In 5 zeigt die gestrichelte Linie das Histogramm des ursprünglichen Bilds und die durchgezogene Linie zeigt das Histogramm des korrigierten Bilds.
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Dadurch ist es möglich, eine Fluktuation in der absoluten Helligkeit des korrigierten Bilds in Bezug auf das ursprüngliche Bild zu verhindern, da der durchschnittliche Luminanzwert Vave des ursprünglichen Bilds und der durchschnittliche Luminanzwert Vave' des korrigierten Bilds gleich sind.
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Genauer multipliziert die Luminanzkorrektureinheit 4 die Luminanzwerte, die auf der Seite hoher Luminanz des durchschnittlichen Luminanzwerts Vave verteilt sind, mit einem Komprimierungskoeffizienten α und multipliziert die Luminanzwerte, die auf der Seite niedriger Luminanz des durchschnittlichen Luminanzwerts Vave verteilt sind, mit einem Komprimierungskoeffizienten β. Die Komprimierungskoeffizienten α und β werden durch die folgenden Ausdrücke berechnet. Komprimierungskoeffizient α = vorbestimmte Verteilungsbreite × 0,5/(maximaler Luminanzwert Vmax – durchschnittlicher Luminanzwert Vave) Komprimierungskoeffizient β = vorbestimmte Verteilungsbreite × 0,5/(durchschnittlicher Luminanzwert Vave – minimaler Luminanzwert Vmin)
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Alternativ kann die Luminanzkorrektureinheit 4, wie in 6 gezeigt, die Verteilungsbreite ΔW im Histogramm komprimieren, um die Luminanzwerte zu korrigieren, die kleiner als der maximale Luminanzwert Vmax sind, sodass sie zu größeren Luminanzwerten werden, während der Wert des maximalen Luminanzwerts Vmax beibehalten wird. In 6 zeigt die gestrichelte Linie das Histogramm des ursprünglichen Bilds und die durchgezogene Linie zeigt das Histogramm des korrigierten Bilds. In diesem Fall ist die absolute Helligkeit des korrigierten Bilds in Bezug auf das ursprüngliche Bild nicht reduziert.
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Genauer wird ein Luminanzwert V' des korrigierten Bilds aus einem Luminanzwert V des ursprünglichen Bilds nach dem folgenden Ausdruck erhalten. V' = maximaler Luminanzwert Vmax – (maximaler Luminanzwert Vmax – V) × Komprimierungskoeffizient γ
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Obwohl die Luminanzkorrektureinheit 4 die Luminanzwerte durch Komprimieren der Verteilungsbreite ΔW' der Luminanzwerte im Histogramm korrigiert, ist das Luminanzwertkorrekturverfahren in dieser Ausführungsform ferner nicht darauf beschränkt und es kann ein anderes Verfahren verwendet werden.
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Beispielsweise, wie in 7 gezeigt, können die Luminanzwerte korrigiert werden, indem eine Gradationskurve des ursprünglichen Bilds so geändert wird, dass der minimale Luminanzwert Vmin und der maximale Luminanzwert Vmax in ein Luminanzintervall fallen, in dem das Verhältnis Vmax'/Vmin' gleich oder kleiner als 2 wird. In 7 zeigt die gestrichelte Linie die Gradationskurve des ursprünglichen Bilds und die durchgezogene Linie zeigt die Gradationskurve des korrigierten Bilds. Die geänderte Gradationskurve kann eine gerade Linie sein oder kann eine bogenförmige oder S-förmige Kurve sein.
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Alternativ kann die Luminanzkorrektureinheit 4 in einem Fall, in dem eine Gammakurve für das ursprüngliche Bild verwendet wird, wie in 8 gezeigt, die Merkmale dieser Gammakurve verwenden und die Luminanzwerte des ursprünglichen Bilds durch Verschieben der Gesamtluminanzwerte des ursprünglichen Bilds in ein Luminanzintervall korrigieren, in dem das Verhältnis Vmax'/Vmin' gleich oder kleiner als 2 wird. Alternativ kann die Luminanzkorrektureinheit 4 die Luminanzwerte durch Anpassen einer Verstärkung der Gammakurve des ursprünglichen Bilds korrigieren.
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Dadurch kann ein korrigiertes Bild nur durch eine einfache Bildverarbeitung generiert werden.
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Ferner, obwohl in dieser Ausführungsform die Luminanzkorrektureinheit 4 die Luminanzwerte des ursprünglichen Bilds so korrigiert, dass sowohl der minimale Luminanzwert Vmin' als auch der maximale Luminanzwert Vmax' in einen interessierenden Bereich in ein Luminanzintervall fallen, in dem das Verhältnis Vmax'/Vmin' gleich oder kleiner als 2 wird, kann die Luminanzkorrektureinheit 4 stattdessen, wie in 9 gezeigt, die Luminanzwerte des ursprünglichen Bilds so korrigieren, dass der minimale Luminanzwert Vmin' und der durchschnittliche Luminanzwert Vave' in einem interessierenden Bereich in ein Luminanzintervall fallen, in dem das Verhältnis Vmax'/Vmin' gleich oder kleiner als 2 wird. In 9 zeigt die gestrichelte Linie das Histogramm des ursprünglichen Bilds und die durchgezogene Linie zeigt das Histogramm des korrigierten Bilds. In diesem Fall wird bevorzugt, dass der Beobachter einen gewünschten Bereich im ursprünglichen Bild mithilfe einer Festlegungseinheit 6, in 4 gezeigt, für interessierende Bereiche als den interessierenden Bereich festlegen kann.
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Dadurch ist es möglich, ein Ausgabebild bereitzustellen, in dem die tatsächliche Buntheit visuell genau ausgewertet werden kann.
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Genauer berechnet die Luminanzkorrektureinheit 4 einen Komprimierungskoeffizienten ε auf Basis des durchschnittlichen Luminanzwerts Vave und des minimalen Luminanzwerts Vmin im interessierenden Bereich und berechnet einen Gradationswert V' des korrigierten Bilds nach den folgenden Ausdrücken. Komprimierungskoeffizient ε = (durchschnittlicher Luminanzwert Vave/2)/(durchschnittlicher Luminanzwert Vave – minimaler Luminanzwert Vmin) V' = (V – Vave) × ε + Vave
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Ferner ist es in dieser Ausführungsform auch möglich, wie in 10 gezeigt, eine Berechnungseinheit 7 für die Durchschnittsluminanz aufzunehmen, die einen durchschnittlichen Luminanzwert des interessierenden Bereichs im korrigierten Bild berechnet, und eine Buntheitsberechnungseinheit 8, die die Buntheit jedes Pixels zumindest im interessierenden Bereich im korrigierten Bild auf Grundlage des von der Berechnungseinheit für die Durchschnittsluminanz 7 berechneten durchschnittlichen Luminanzwerts berechnet.
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Die Berechnungseinheit 7 für die Durchschnittsluminanz berechnet den Durchschnitt der Luminanzwerte aller Pixel im interessierenden Bereich im korrigierten Bild als einen durchschnittlichen Luminanzwert.
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Die Buntheitsberechnungseinheit 8 verwendet beispielsweise CIECAM (CIE-Farberscheinungsmodell) 02 und berechnet eine Farbigkeit im korrigierten Bild, die die tatsächliche Buntheit (Absolutbetrag) ist, und die Werte der Buntheit und Sättigung, die scheinbare Buntheit (Relativbeträge) sind. Dementsprechend kann die Buntheit jedes Pixels im korrigierten Bild nicht nur durch seine Erscheinung, sondern auch quantitativ ausgewertet werden.
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Hier ist der Luminanzwert des Hintergrunds zum Berechnen der Buntheit jedes Pixels unter Verwendung von CIECAMO2 erforderlich. Beim Berechnen der Buntheit aller Pixel verwendet die Buntheitsberechnungseinheit 8 den von der Berechnungseinheit 7 für die Durchschnittsluminanz berechneten durchschnittlichen Luminanzwert als den Luminanzwert des Hintergrunds. Da die Differenz zwischen den Luminanzwerten im korrigierten Bild reduziert wurde, auch wenn der durchschnittliche Luminanzwert anstatt des tatsächlichen Luminanzwerts verwendet wird, kann die Buntheit jedes Pixels genau berechnet werden. Ferner kann das Ausmaß an Berechnungen wesentlich reduziert werden.
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Die Buntheitsberechnungseinheit 8 kann die Pixel des korrigierten Bilds für die jeweiligen berechneten Buntheitswerte farbcodieren, wodurch eine Buntheitskarte erstellt wird, die die räumliche Verteilung der Buntheit im korrigierten Bild anzeigt, und kann die Buntheitskarte über die Ausgabeeinheit 5 an die Anzeigeeinheit ausgeben. Dadurch kann der Beobachter visuell und leicht die Verteilung der tatsächlichen Buntheit und/oder der scheinbaren Buntheit des korrigierten Bilds erkennen.
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Falls das ursprüngliche Bild ein biologisches Bild ist, das durch bildliches Festhalten eines lebenden Körpers erworben wird, kann die Buntheitsberechnungseinheit 8 Pixel extrahieren, die eine Buntheit aufweisen, die gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Markierungen zum Anzeigen von Pixeln, die den von der Buntheitsberechnungseinheit 8 extrahierten Pixeln entsprechen, werden in das korrigierte Bild gesetzt.
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Blut weist im Vergleich zu Fett oder Blutgefäßen eine relativ hohe Buntheit auf. Deshalb ist es möglich, einen blutenden Bereich im lebenden Körper auf Grundlage der Buntheit zu extrahieren und dem Beobachter ein korrigiertes Bild bereitzustellen, in dem eine Markierung in den blutenden Bereich gesetzt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bildverarbeitungsvorrichtung
- 3
- Luminanzerfassungseinheit
- 4
- Luminanzkorrektureinheit
- 6
- Festlegungseinheit für interessierende Bereiche
- 7
- Berechnungseinheit für die Durchschnittsluminanz
- 8
- Buntheitsberechnungseinheit
- 9
- Ausschlusseinheit für helle Flecken
