JP2000156871A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
画像処理装置及び画像処理方法Info
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Abstract
関し、例えばテレビジョン受像機、ビデオテープレコー
ダー、テレビジョンカメラ、プリンタ等の画像処理装置
に適用して、動画においても、部分的なコントラストの
低下を有効に回避して階調を補正することができるよう
にする。 【解決手段】 画像データx(i,j)より輝度データ
y(i,j)を分離した後、この輝度データy(i,
j)の属する領域の判定結果r(i,j)に基づいて、
補正係数g(i,j)を生成して画素値を補正する。
Description
画像処理方法に関し、例えばテレビジョン受像機、ビデ
オテープレコーダー、テレビジョンカメラ、プリンタ等
の画像処理装置に適用することができる。本発明は、画
像データより輝度データを分離した後、この輝度データ
の属する領域を判定し、その判定結果に基づいて補正係
数を生成して画素値を補正することにより、部分的なコ
ントラストの劣化を有効に回避して階調を補正すること
ができるようにする。
装置においては、撮像手段等の画像入力手段を介して得
られる画像データの階調を補正して出力するようになさ
れている。
る信号処理回路の入出力特性を示す特性曲線図である。
この種の信号処理回路は、入力レベルlが所定の基準レ
ベルlkより増大すると利得を低減する。これによりこ
の種の信号処理回路は、入力レベルが基準レベルlkよ
り増大すると信号レベルを抑圧して出力し、この場合、
信号レベルの高い部分のコントラストを犠牲にして階調
を補正するようになされている。
て、横軸は画像データの入力レベルである画素値lを、
縦軸は画像データの出力レベルである画素値T(l)を
表わし、Lmaxは入出力画像の各画素が取り得る最大
レベルを表わす。また以下において、この特性曲線図に
示されるように入出力関係を示す関数をレベル変換関数
と呼ぶ。
力特性を示す特性曲線図である。このレベル変換関数に
よる信号処理回路は、入力レベルlが第1の基準レベル
ls以下のときと、第2の基準レベルlb以上のときと
で利得を低減する。これによりこの信号処理回路は、信
号レベルの低い部分と高い部分とのコントラストを犠牲
にして階調を補正するようになされている。
理等においては、例えばヒストグラムイコライゼーショ
ンにより階調を補正するようになされている。
入力画像の画素値の頻度分布に応じてレベル変換関数を
適応的に変化させる方法であり、画素値の頻度分布の低
い部分の階調を低減することにより階調を補正する方法
である。
グラムイコライゼーションの処理においては、入力画像
の画素値lを基準にした画素数の集計である頻度分布H
(l)に基づいて、次式の演算処理による累積頻度分布
C(l)が検出される。
おいては、このようにして検出された累積頻度分布C
(l)を次式の処理により正規化することにより、レベ
ル変換関数T(l)を定義し、このレベル変換関数T
(l)に従って入力画像の信号レベルを補正するように
なされている。なおここでFmaxは、累積頻度分布C
(l)の最終値であり、Lmaxは、入出力レベルの最
大値である。
像データを伝送路で伝送する場合、表示装置に表示する
場合、あるいは記憶装置に保存する場合等にあっても、
例えばダイナミックレンジの抑圧等を目的として、必要
に応じて適宜実行されるようになされている。
手法による階調の補正処理においては、何れかの部分の
コントラストを犠牲にして全体の階調を補正する処理で
ある。これは何れの手法においても、不自然な画像が生
成されるのを回避するため、単調増加性を有する入出力
関数によってレベル変換するためである。
理された画像において部分的にコントラストが低下する
問題があった。
で、部分的なコントラストの低下を有効に回避して階調
を補正することができる画像処理装置及び画像処理方法
を提案しようとするものである。
め本発明においては、画像処理装置又は画像処理方法に
おいて、画像データより輝度データ及び色データを分離
し、この輝度データの属する領域を判定し、その判定結
果に基づいて、輝度データの画素値を補正する補正係数
を生成し、この補正係数に従って輝度データ及び色デー
タの画素値を補正する。
分離し、この輝度データの属する領域を判定し、その判
定結果に基づいて輝度データの画素値を補正する補正係
数を生成し、この補正係数に従って輝度データ及び色デ
ータの画素値を補正すれば、同一領域内では同じ係数に
より画素値を補正して、領域内では画素値の大小関係を
保持し、異なる領域に属する画素間では画素値の大小関
係を逆転させることもでき、これにより部分的なコント
ラストの劣化を回避して全体の階調を補正することが可
能となる。
発明の実施の形態を詳述する。
カメラを示すブロック図である。このテレビジョンカメ
ラ1において、CCD固体撮像素子(CCD)2は、タ
イミングジェネレータ(TG)3の駆動により撮像結果
を出力する。
すように、このCCD固体撮像素子2は、撮像面に補色
一松様式の色フィルタが配置される。すなわちCCD固
体撮像素子2は、黄色(Ye)及びシアン色(Cy)の
色フィルタが画素単位で繰り返されて奇数ラインが形成
されるのに対し、マゼンタ色(Mg)及び緑色(G)の
色フィルタが画素単位で繰り返されて偶数ラインが形成
される。
は、この種の撮像素子に付随する相関二重サンプリング
回路より、図3に示すように、振幅変調されてなる色信
号が時分割により順次輝度信号に重畳されてなる撮像結
果を出力するようになされている。
CD固体撮像素子2は、ユーザーの設定による電荷蓄積
時間により1/60〔秒〕周期で撮像結果を得、この撮
像結果を通常露光による撮像結果VNとして出力する。
さらにCCD固体撮像素子2は、これら通常露光による
撮像結果VNの垂直ブランキング期間において、この通
常露光による電荷蓄積時間に比して短い電荷蓄積時間に
よる撮像結果を得、この撮像結果を短時間露光の撮像結
果VSとして出力する。
撮像素子2においては、所定の入射光量以上において
は、出力レベルが飽和してなる通常露光による撮像結果
VN(図4(A))と、これより短い電荷蓄積時間によ
り出力レベルが飽和していない短時間露光の撮像結果V
S(図4(B))とを組にして出力する。
リング回路、欠陥補正回路、アナログディジタル変換回
路等を介して、この通常露光による撮像結果VNを入力
し、この通常露光による撮像結果VNを一時保持して出
力する。
重サンプリング回路、欠陥補正回路、アナログディジタ
ル変換回路等を介して、この短時間露光による撮像結果
VSを入力し、この短時間露光による撮像結果VSを一
時保持して出力する。
常露光による撮像結果VNと、メモリ4Sに保持された
短時間露光による撮像結果VSとを加算することによ
り、広いダイナミックレンジで、かつ充分な画素値によ
る撮像結果VTを出力し、レベル補正回路6は、この加
算回路5による撮像結果VTにおいて実用上充分な直線
性を確保できるように、メモリ4Sより出力される短時
間露光による撮像結果VSの画素値を補正して出力す
る。
ては、従来に比して格段的に大きなダイナミックレンジ
による撮像結果VT(図4(C))を生成するようにな
されている。
素値を補正することにより、この撮像結果VTの階調を
補正して出力する。テレビジョンカメラ1においては、
続く信号処理回路により(図示せず)、テレビジョンカ
メラに必要な各種信号処理を実行してこの撮像結果を外
部機器等に出力し、このとき出力機器に対応するように
撮像結果の画素値を一様に抑圧することにより撮像結果
のダイナミックレンジを抑圧して出力する。
回路9に撮像結果VT(x(i,j))を入力し、ここ
で輝度データと色データとを分離する。すなわち演算回
路9は、1次元のローパスフィルタにより構成され、次
式の演算処理を実行すことにより、撮像結果VT(x
(i,j))より輝度データy(i,j)及び色データ
c(i,j)を生成する。なおここでLPFy 及びLP
Fc は、それぞれ各1次元フィルタの特性を示す。また
図5に示すように、この実施の形態では、ラスタ走査順
に入力される撮像結果VTについて、水平方向を符号i
による添え字により、垂直方向を符号jによる添え字に
より示す。
分離した輝度データy(i,j)の属する領域を判定
し、その判定結果を出力する。このとき領域判定フィル
タ10は、輝度データy(i,j)近傍所定範囲の特徴
を示す特徴量として輝度データy(i,j)の平均値で
ある平均輝度レベルを検出し、この平均輝度レベルを判
定結果として出力する。
のローパスフィルタであり、ラスタ走査の順序で順次入
力される輝度データの画素値y(i,j)について、次
式の演算式により表される低周波数成分r(i,j)を
検出し、この低周波数成分r(i,j)を判定結果とし
て出力する。
ための近傍領域の大きさを表わす定数である。これによ
り領域判定フィルタ10は、撮像結果VTによる画像よ
り画像中の細かい構造を除去して比較的画素値が平坦な
領域を抽出する。なお領域判定フィルタ10は、このよ
うな処理を目的とすることからその帯域は比較的狭いも
のが望ましい。
(i,j)の信号レベルに応じて、例えば図6に示すよ
うな係数算出関数Gによりコントラスト補正係数g
(i,j)を生成する。ここでこの係数算出関数Gは、
例えば図15について上述したレベル変換関数T(l)
を次式により演算処理して得られる関数である。
算処理によりコントラスト補正係数g(i,j)を生成
して出力し、入力レベルである低周波数成分r(i,
j)の信号レベルが所定の基準レベルlk以下の領域に
ついては、値1以上の一定値gmaxによるコントラス
ト補正係数g(i,j)を出力し、この基準レベルlk
以上の領域については、低周波数成分r(i,j)の信
号レベルに応じて徐々に値が値gminに近づくように
コントラスト補正係数g(i,j)を出力する。
れるコントラスト補正係数g(i,j)と、輝度データ
y(i,j)とを乗算することにより、コントラスト補
正係数g(i,j)により輝度データによる撮像結果V
Tの信号レベルを補正して出力する。
正係数g(i,j)と、色データc(i,j)とを乗算
することにより、コントラスト補正係数g(i,j)に
より色データによる撮像結果VTの信号レベルを補正し
て出力する。
このような信号レベルの補正により階調が補正されてな
る輝度データy′(i,j)及び色データc′(i,
j)を元の画像データx′(i,j)に変換して出力す
る。
(図1)、撮像面に配置された色フィルタにより(図
2)、CDD固体撮像素子2より振幅変調された色信号
が順次時分割により輝度信号に重畳された撮像結果が出
力される(図3)。
ーザーの設定した電荷蓄積時間による通常露光による撮
像結果VN(図4(A))と、短い電荷蓄積時間による
短時間露光の撮像結果VS(図4(B))とが交互に出
力され、この撮像結果VN及びVSがそれぞれメモリ4
N及び4Sに保持される。テレビジョンカメラ1では、
この2つの撮像結果VN及びVSがレベル補正回路6、
加算回路5により合成され、これにより従来に比して格
段的に大きなダイナミックレンジによる撮像結果VT
(図4(C))が生成される。
路8の演算回路9において、輝度データy(i,j)と
色データc(i,j)とに分離される。さらに領域判定
フィルタ10において、入力画像データの近傍所定範囲
の特徴を示す特徴量が検出され、これにより輝度データ
が何れの平均輝度レベルの領域に属するか判定される。
より具体的には、領域判定フィルタ10により輝度デー
タy(i,j)の平均輝度レベルである低周波数成分r
(i,j)が検出され、これにより画像中の細かい構造
が除去され、比較的画素値が平坦な領域が抽出される。
またこの低周波数成分r(i,j)が判定結果として出
力される。
路11により、この低周波数成分r(i,j)の信号レ
ベルに応じてコントラスト補正係数g(i,j)が生成
され、このコントラスト補正係数g(i,j)により乗
算回路12Y及び12Cにおいて、輝度データy(i,
j)及び色データc(i,j)の画素値が補正される。
さらに撮像結果VTにおいては、続く演算回路13にお
いて、元の形式に戻され、これにより低周波数成分r
(i,j)を基準にした各領域に応じた利得により画素
値が補正されて出力される。
波数成分r(i,j)の信号レベルが等しい領域におい
ては、等しい利得により画素値が補正されるのに対し、
低周波数成分r(i,j)の信号レベルが異なる領域に
おいては、レベル変換関数T(l)の設定に応じて、画
素値を近接させることができ、また場合によっては画素
値の大小関係を逆転させることも可能となる。これによ
り全体の階調に対して、各領域内のコントラストを自然
に増加させることができ、部分的なコントラストの低下
を有効に回避して全体の階調を補正することが可能とな
る。
(i,j)がローパスフィルタである領域判定フィルタ
10のカットオフ周波数以上の周波数により脈動し、さ
らに輝度データy(i,j)の直流レベルが急激に立ち
上がっている場合であって(図7(B))、この直流レ
ベルの急激な変化に対応する低周波数成分r(i,j)
の変化が係数算出関数G(l)の変極点を跨ぐような場
合(図7(A))、図15について上述した従来のレベ
ル変換関数によっては、輝度データy(i,j)の画素
値の大きな部分でコントラストが抑圧されるようになる
(図7(C))。
数成分r(i,j)の信号レベルが急激に立ち上がる前
後において、それぞれこの低周波数成分r(i,j)の
信号レベルに応じた利得により輝度データy(i,j)
が補正され、係数算出関数G(l)の設定によって信号
レベルが補正されることになる。このとき輝度データy
(i,j)の画素値が小さな部分においては、ピーク値
l3及びボトム値l1の平均値レベルl2による利得g
maxにより輝度データy(i,j)が補正され、これ
により低レベル領域に対しては従来法と同程度のコント
ラストを得ることができる(図7(D))。
に、ピーク値l6及びボトム値l4の平均値レベルl5
による利得g5により輝度データy(i,j)が補正さ
れ、このときこれらピーク値l6及びボトム値l4が一
様な利得により補正されることにより、このピーク値l
6及びボトム値l4間のコントラストにおいては、この
利得g5で増幅されることになる。
回路8においては、全体的に見たときの階調は大きく変
化しないものの、微視的に見た脈動については、入力画
像である撮像結果VTによる脈動を拡大することが可能
となる。
タy(i,j)が脈動して直流レベルが急激に立ち上が
っている場合であって、輝度データy(i,j)の大き
な変化が係数算出関数G(l)の変極点より高レベル側
に偏っている場合(図8(B))、図15について上述
した従来のレベル変換関数によっては、全ての画素値y
(i,j)でコントラストが抑圧されるようになる(図
8(C))。
ベル側においては、それぞれ平均値レベルl2及びl5
に対応する利得g2及びg5により画素値が補正され、
全体的に見たときの階調は大きく変化しないものの、微
視的に見た脈動については、入力画像である撮像結果V
Tによる脈動を拡大することが可能となる(図8
(D))。
するにつき、この実施の形態においては、撮像結果VT
を輝度データy(i,j)と色データc(i,j)とに
分離し、この輝度データy(i,j)により判定結果r
(i,j)を得、さらには補正係数r(i,j)を生成
したことにより、階調の補正に伴う不自然な色相の変化
等による色ノイズの発生を有効に回避して、自然に階調
を補正することができる。
度データy(i,j)の補正処理と平行して、色データ
c(i,j)についても、乗算回路12Cにより階調が
補正され、その後演算回路13により元の形式に変換さ
れることにより、このような輝度信号に付随する色信号
についても、階調の変化を反映でき、これによりさらに
一段と自然に階調を補正することができる。
定し、その判定結果に基づいて補正係数を生成すると共
に、この補正係数に従って撮像結果を補正することによ
り、同一領域内では同じ係数により画素値の大小関係を
保持したまま、異なる領域に属する画素間では必要に応
じて画素値を近接させることができ、また極端な場合に
は逆転させることもできる。これにより部分的なコント
ラストの劣化を有効に回避して階調を補正することがで
きる。
ータを分離した後、この輝度データの属する領域の判定
結果に基づいて、補正係数を生成すると共に、この補正
係数に従って輝度データ及び色データを補正して撮像結
果の階調を補正することにより、色ノイズの発生等を有
効に回避して違和感なく階調を補正することができる。
波数成分を特徴量として使用して、この低周波数成分を
基準にして画素値を補正することにより、簡単な構成に
より、部分的なコントラストの低下を回避して全体の階
調を補正することができる。
カメラに適用される階調補正回路を示すブロック図であ
る。この階調補正回路28は、図1について上述した階
調補正回路8に代えて適用される。なおこの階調補正回
路28において、上述した階調補正回路8と同一の構成
は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略す
る。
ルタ30は、異なる解像度により輝度データy(i,
j)の属する領域を判定してなる判定結果r0(i,
j)、r1(i,j)、r2(i,j)、……、rN−
1(i,j)を出力するローパスフィルタ部30Aと、
これら異なる解像度による判定結果r0(i,j)、r
1(i,j)、r2(i,j)、……、rN−1(i,
j)に基づいて、1の合成信号である判定結果r(i,
j)を生成する信号合成部30Bとにより構成される。
過帯域幅の異なるローパスフィルタ(LPF)F0、F
1、F2、……、FN−1により構成され、各ローパス
フィルタ(LPF)F0、F1、F2、……、FN−1
に輝度データy(i,j)を入力し、対応する低周波数
成分を判定結果r0(i,j)、r1(i,j)、r2
(i,j)、……、rN−1(i,j)として出力す
る。
0、M1、M2、……、MN−1において、判定結果r
0(i,j)、r1(i,j)、r2(i,j)、…
…、rN−1(i,j)を重み付けした後、加算回路3
4で加算し、これにより1の合成信号である判定結果r
(i,j)を生成して出力する。なおこのとき、乗算回
路M0、M1、M2、……、MN−1における各重み付
け係数w0、w1、w2、……、wN−1は、次式の関
係式を満足するように事前に設定される。
み付け係数w0、w1、w2、……、wN−1の設定に
より撮像結果VTにおける輪郭が異常に強調されないよ
うになされている。
(i,j)が急激に変化している場合(図10
(A))、低周波数成分r(i,j)においては、この
急激な画素値の変化を緩和したように信号レベルが変化
する。この画素値y(i,j)の変化に伴う低周波数成
分r(i,j)の変化が図6について上述した特性の変
極点より高レベル側に偏っている場合にあって、第1の
実施の形態のように単に1つのローパスフィルタの出力
信号により補正係数g(i,j)を生成したのでは、画
素値y(i,j)が急激に変化する直前においては余分
な利得により画素値が増幅され、画素値y(i,j)が
急激に変化した直後においては少ない利得により画素値
が増幅され、これにより異常に輪郭が強調された出力値
y′(i,j)(図10(B))が得られる。
ぼ一様な利得により画素値を補正して異常な輪郭の強調
を低減することができる。
数系統の低周波数成分より補正係数を生成することによ
り、異常な輪郭の強調を有効に回避して第1の実施の形
態と同様の効果を得ることができるようになされてい
る。
波数成分より補正係数を生成することにより、異常な輪
郭の強調を有効に回避して第1の実施の形態と同様の効
果を得ることができる。
ンカメラに適用される階調補正回路を示すブロック図で
ある。この階調補正回路38は、図1について上述した
階調補正回路8に代えて適用される。なおこの階調補正
回路38において、上述した階調補正回路8及び28と
同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説
明は省略する。
(i,j)を再量子化し、ビット数を低減して出力す
る。なおこの実施の形態において、量子化回路45は、
画素値y(i,j)に対して、予め設定された量子化ス
テップQにより次式の演算処理を実行し、これにより画
素値y(i,j)を線形量子化処理して画素値yq
(i,j)を出力する。なおここでint(a)は、a
の小数点以下を切り捨てる関数である。
る点を除いて、第2の実施の形態に係る領域判定フィル
タ30と同一に形成される。
係数算出回路を構成し、領域判定フィルタ40より出力
される低周波数成分r(i,j)をアドレスにして補正
係数g(i,j)を出力する。かくするにつきルックア
ップテーブル41は、次式により示す補正係数LUT
(i)をi番目のアドレスに格納していることになる。
ータを量子化して処理することにより、一段と簡易な構
成により第1の実施の形態と同様の効果を得ることがで
きる。またルックアップテーブルにより補正係数を生成
することにより、その分全体の処理を簡略化することが
でき、またこのとき事前に量子化することにより領域判
定フィルタの構成を簡略化することができ、さらにはル
ックアップテーブルを小型化することができる。
ンカメラに適用される階調補正回路を示すブロック図で
ある。この階調補正回路48は、図11について上述し
た階調補正回路38に代えて適用され、この階調補正回
路38のルックアップテーブル41に代えてルックアッ
プテーブル51及び補間回路52が配置される。
判定フィルタ40の出力値r(i,j)が取り得るレベ
ル数よりも少ないアドレスを有し、出力値r(i,j)
の所定下位ビットを省略したアクセスにより、次式によ
り表される2つのアドレスaddr0(i,j)、ad
dr1(i,j)と補正係数g0(i,j)、g1
(i,j)とを出力する。なおここでルックアップテー
ブル51は、2つのアドレスaddr0(i,j)につ
いては、領域判定フィルタ40の出力値r(i,j)の
下位ビットを省略して出力することにより、またアドレ
スaddr1(i,j)については、このアドレスad
dr0(i,j)の最下位に論理1のビットを付加する
ことにより、これらのアドレスaddr0(i,j)、
addr1(i,j)を生成して出力する。なおここで
Rmaxは、領域判定フィルタ40の出力値r(i,
j)が取り得る最大値、R′maxはルックアップテー
ブル51のアドレスが取り得る最大値である。
1から入力されるアドレスaddr0(i,j)、ad
dr1(i,j)、補正係数g0(i,j)、g1
(i,j)を用いて次式による補間演算処理を実行し、
その補間結果を補正係数g(i,j)として出力する。
して補正係数を生成することにより、小規模のルックア
ップテーブルを用いて滑らかに値の変化する補正係数を
生成することができ、その分精度良く階調を補正するこ
とができる。
ンカメラに適用される階調補正回路を示すブロック図で
ある。この階調補正回路58は、図1について上述した
階調補正回路8に代えて適用される。なおこの階調補正
回路58において、上述した階調補正回路8等と同一の
構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省
略する。
フィルタ60は、画像を異なる解像度により輝度データ
y(i,j)の判定結果r0(i,j)、r1(i,
j)、r2(i,j)、……、rN−1(i,j)を出
力する。すなわち領域判定フィルタ60は、それぞれ通
過帯域幅の異なるローパスフィルタ(LPF)F0、F
1、F2、……、FN−1により構成され、各ローパス
フィルタF0、F1、F2、……、FN−1に輝度デー
タy(i,j)を入力し、対応する低周波数成分を判定
結果r0(i,j)、r1(i,j)、r2(i,
j)、……、rN−1(i,j)として出力する。
j)、r1(i,j)、r2(i,j)、……、rN−
1(i,j)より対応する補正係数g0(i,j)、g
1(i,j)、g2(i,j)、……、gN−1(i,
j)を生成する係数生成部61Aと、これらの補正係数
g0(i,j)、g1(i,j)、g2(i,j)、…
…、gN−1(i,j)を合成して1の補正係数g
(i,j)を生成する係数合成部61Bとにより構成さ
れる。
定の係数算出関数Gk(k=0、1、2、……、N−
1)に基づいて、判定結果r0(i,j)、r1(i,
j)、r2(i,j)、……、rN−1(i,j)より
対応する補正係数g0(i,j)、g1(i,j)、g
2(i,j)、……、gN−1(i,j)を生成する係
数算出部L0、L1、L2、……LN−1により構成さ
れる。
れ乗算回路M0、M1、M2、……、MN−1により補
正係数g0(i,j)、g1(i,j)、g2(i,
j)、……、gN−1(i,j)を重み付けした後、加
算回路64で加算し、これにより1の補正係数g(i,
j)を生成して出力する。なおこのとき、乗算回路M
0、M1、M2、……、MN−1における各重み付け係
数w0、w1、w2、……、wN−1は、上述した
(8)式の関係式を満足するように事前に設定される。
周波数成分よりそれぞれ補正係数を生成した後、1の補
正係数を生成するようにしても、第5の実施の形態と同
様の効果を得ることができる。
6について上述した特性により補正係数を生成する場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の入出
力特性により補正係数を生成しても良く、例えば図14
に示すような、入力レベルの増大に伴い、途中で出力レ
ベルが低減するような入出力特性によるレベル変換関数
を用いるようにしても良い。
な関数を用いた場合、この関数が単調増加の関数では無
いことにより、処理結果である画像において疑似輪郭が
発生する場合がある。ところが上述した実施の形態のよ
うにローパスフィルタにより領域分割して処理する場合
には、ローパスフィルタの通過帯域に応じた大きさの近
傍領域内では画素値の大小関係が逆転するような画素値
の変化を防止することができる。これにより疑似輪郭の
発生を有効に回避することができる。
変換関数Tを用いて(5)式の演算処理により係数算出
関数Gを生成する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、レベル変換関数Tを用いないで任意に係数算
出関数Gを設定するようにしてもよい。
正回路により階調を補正した後、続く信号処理回路によ
りダイナミックレンジを抑圧する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、レベル変換関数T、これに
対応する係数算出関数Gの設定によりこれらの処理を纏
めて実行することもできる。
においては、入力される画素値のビット数より出力され
る画素値のビット数が小さいことが求められることによ
り、レベル変換関数Tにおいて、出力レベルの最大値を
出力画像に許容される最大値に設定し、これを用いて係
数算出関数Gを生成することにより、これらの処理を纏
めて実行することができる。
数算出関数Gを設定する場合には、次式を満足するよう
に、係数算出関数Gを設定すればよい。なおここで、l
は入力画素レベルを、Lmaxは入力画素レベルの最大
値を、L0maxは出力画素レベルの最大値を表わす。
び第4の実施の形態において量子化回路、ルックアップ
テーブル、さらには補間回路を使用する場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じてこれら量
子化回路、ルックアップテーブル、補間回路の全て、又
は何れかを第3及び第4の実施の形態以外に適用するこ
ともできる。
態において、必要に応じて量子化回路を省略してもよ
い。
調された色信号が順次時分割により輝度信号に重畳され
てなる撮像結果を輝度データと色データとに分離して処
理する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、
輝度信号にクロマ信号が重畳されてなる複合ビデオ信号
を処理する場合等に広く適用することができる。
により生成した輝度信号に基づいて補正係数を生成し、
また輝度信号と色差信号によるビデオ信号を処理する場
合には、輝度信号に基づいて補正係数を算出し、この補
正係数によりそれぞれ輝度信号及びクロマ信号、輝度信
号及び色差信号の階調を補正することにより、この種の
ビデオ信号の階調を補正することができる。
スフィルタにより入力画像データの属する領域を判定
し、ローパスフィルタより出力される低周波数成分を判
定結果として使用する場合について述べたが、本発明は
これに限らず、例えば処理対象の画像において、任意に
選択した画素と、この画素を取り巻く近傍画素との類似
性を特徴量として把握してこの画素より順次領域を拡大
して処理対象画像を領域分割する場合等、種々の特徴量
により、また処理対象画像を種々の処理方法により領域
分割して、上述の実施の形態と同様の効果を得ることが
できる。
をテレビジョンカメラに適用する場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、テレビジョン受像機、ビデ
オテープレコーダー、プリンタ等の種々の画像処理装置
に広く適用することができる。
タより輝度データを分離した後、この輝度データの属す
る領域の判定結果に基づいて補正係数を生成して画素値
を補正することにより、部分的なコントラストの劣化を
有効に回避して階調を補正することができる。
カメラを示すブロック図である。
子の色フィルタを示す平面図である。
形図である。
処理の説明に供する特性曲線図である。
を示す略線図である。
する特性曲線図である。
路の処理の説明に供する信号波形図である。
補正回路の処理の説明に供する信号波形図である。
カメラに適用される階調補正回路を示すブロック図であ
る。
号波形図である。
ンカメラに適用される階調補正回路を示すブロック図で
ある。
ンカメラに適用される階調補正回路を示すブロック図で
ある。
ンカメラに適用される階調補正回路を示すブロック図で
ある。
れるレベル変換関数の説明に供する特性曲線図である。
ル変換関数の説明に供する特性曲線図である。
理に適用されるレベル変換関数の説明に供する特性曲線
図である。
明に供する特性曲線図である。
8……階調補正回路、9、13……演算回路、10、3
0、40、60……領域判定フィルタ、11……係数算
出回路、12C、12Y、M0〜MN−1……乗算回
路、45……量子化回路、41、51……ルックアップ
テーブル、52……補間回路、F0〜FN−1……ロー
パスフィルタ、L0〜LN−1……係数算出部
Claims (26)
- 【請求項1】画像データの階調を補正する画像処理装置
において、 前記画像データより輝度データ及び色データを分離する
輝度データ分離手段と、 前記輝度データの属する領域を判定して判定結果を出力
する領域判定手段と、 前記判定結果に基づいて、前記輝度データの画素値を補
正する補正係数を出力する係数算出手段と、 前記補正係数に従って前記輝度データ及び色データの画
素値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする画
像処理装置。 - 【請求項2】前記領域判定手段は、 前記輝度データ近傍所定範囲の特徴を示す特徴量を検出
して前記判定結果を出力し、 前記係数算出手段は、 前記特徴量に従って前記補正係数を出力することを特徴
とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 【請求項3】前記領域判定手段は、 前記輝度データの低周波数成分を抽出するローパスフィ
ルタであり、 前記係数算出手段は、 前記低周波数成分に応じて前記補正係数を生成すること
を特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 【請求項4】前記領域判定手段は、 前記輝度データを量子化する量子化手段と、 前記量子化手段により量子化された輝度データより低周
波数成分を抽出するローパスフィルタとを有し、 前記係数算出手段は、 前記低周波数成分に応じて前記補正係数を生成すること
を特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 【請求項5】前記領域判定手段は、 前記輝度データの低周波数成分をそれぞれ抽出する複数
のローパスフィルタと、 前記複数のローパスフィルタより出力される低周波数成
分に基づいて、1の合成信号を生成する信号合成手段と
を有し、 前記係数算出手段は、 前記合成信号に基づいて前記補正係数を生成することを
特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 【請求項6】前記信号合成手段は、 前記複数のローパスフィルタより出力される低周波数成
分を加重平均して前記合成信号を生成することを特徴と
する請求項5に記載の画像処理装置。 - 【請求項7】前記信号合成手段は、 事前に設定された重み付け係数により、前記複数のロー
パスフィルタより出力される低周波数成分を重み付け加
算して前記合成信号を生成することを特徴とする請求項
5に記載の画像処理装置。 - 【請求項8】前記領域判定手段は、 前記輝度データの低周波数成分をそれぞれ抽出する複数
のローパスフィルタを有し、 前記係数算出手段は、 前記複数のローパスフィルタより出力される低周波数成
分より、それぞれ補正用の係数を生成する部分係数算出
手段と、 前記補正用の係数に基づいて、前記補正係数を生成する
係数合成手段とを有することを特徴とする請求項1に記
載の画像処理装置。 - 【請求項9】前記係数合成手段は、 前記補正用の係数を加重平均して前記補正係数を生成す
ることを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。 - 【請求項10】前記係数合成手段は、 事前に設定された重み付け係数により、前記補正用の係
数を重み付け加算して前記補正係数を生成することを特
徴とする請求項8に記載の画像処理装置。 - 【請求項11】前記補正手段は、 前記補正係数を前記輝度データ及び色データの画素値に
乗算して前記画像データの画素値を補正することを特徴
とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 【請求項12】前記画像データのビット数に比して、前
記補正手段より出力される輝度データのビット数が低減
されてなることを特徴とする請求項1に記載の画像処理
装置。 - 【請求項13】前記画像データは、 振幅変調された色信号が輝度信号に順次重畳されてなる
信号を所定周波数によりサンプリングしたデータである
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 【請求項14】画像データの階調を補正する画像処理方
法において、 前記画像データより輝度データ及び色データを分離する
輝度データ分離処理と、 前記輝度データの属する領域を判定して判定結果を出力
する領域判定処理と、 前記判定結果に基づいて、前記輝度データの画素値を補
正する補正係数を出力する係数算出処理と、 前記補正係数に従って前記輝度データ及び色データの画
素値を補正する補正処理とからなることを特徴とする画
像処理方法。 - 【請求項15】前記領域判定処理は、 前記輝度データの近傍所定範囲の特徴を示す特徴量を検
出して前記判定結果を出力し、 前記係数算出処理は、 前記特徴量に従って前記補正係数を出力することを特徴
とする請求項14に記載の画像処理方法。 - 【請求項16】前記領域判定処理は、 前記輝度データの低周波数成分を抽出し、 の前記係数算出処理は、 前記低周波数成分に応じて前記補正係数を生成すること
を特徴とする請求項14に記載の画像処理方法。 - 【請求項17】前記領域判定処理は、 前記輝度データを量子化する量子化処理と、 前記量子化処理により量子化された輝度データより低周
波数成分を抽出する処理とであり、 前記係数算出処理は、 前記低周波数成分に応じて前記補正係数を生成すること
を特徴とする請求項14に記載の画像処理方法。 - 【請求項18】前記領域判定処理は、 前記輝度データの低周波数成分を異なる帯域により複数
抽出する低周波数成分の抽出処理と、 前記複数の低周波数成分に基づいて、1の合成信号を生
成する信号合成処理とであり、 前記係数算出処理は、 前記合成信号に基づいて前記補正係数を生成することを
特徴とする請求項14に記載の画像処理方法。 - 【請求項19】前記信号合成処理は、 前記複数の低周波数成分を加重平均して前記合成信号を
生成することを特徴とする請求項18に記載の画像処理
方法。 - 【請求項20】前記信号合成処理は、 事前に設定された重み付け係数により、前記複数の低周
波数成分を重み付け加算して前記合成信号を生成するこ
とを特徴とする請求項18に記載の画像処理方法。 - 【請求項21】前記領域判定処理は、 前記輝度データの低周波数成分を異なる帯域により複数
抽出し、 前記係数算出処理は、 前記複数の低周波数成分より、それぞれ補正用の係数を
生成する部分係数算出処理と、 前記補正用の係数に基づいて、前記補正係数を生成する
係数合成処理とであることを特徴とする請求項14に記
載の画像処理方法。 - 【請求項22】前記係数合成処理は、 前記補正用の係数を加重平均して前記補正係数を生成す
ることを特徴とする請求項23に記載の画像処理方法。 - 【請求項23】前記係数合成処理は、 事前に設定された重み付け係数により、前記補正用の係
数を重み付け加算して前記補正係数を生成することを特
徴とする請求項23に記載の画像処理方法。 - 【請求項24】前記補正処理は、 前記補正係数を前記輝度データ及び色データの画素値に
乗算して前記画像データの画素値を補正することを特徴
とする請求項14に記載の画像処理方法。 - 【請求項25】前記画像データのビット数に比して、前
記補正処理より得られる輝度データのビット数が低減さ
れてなることを特徴とする請求項14に記載の画像処理
方法。 - 【請求項26】前記画像データは、 振幅変調された色信号が輝度信号に順次重畳されてなる
信号を所定周波数によりサンプリングしたデータである
ことを特徴とする請求項14に記載の画像処理方法。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2003013129A1 (fr) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Sony Corporation | Dispositif et procede pour prise de vues |
EP1860890A2 (en) | 2006-05-23 | 2007-11-28 | Sony Corporation | Image correction circuit, image correction method and image display |
JP2008259242A (ja) * | 2008-06-09 | 2008-10-23 | Sony Corp | 画像処理装置、画像処理方法、記録媒体、およびプログラム |
JP2009232468A (ja) * | 2005-10-12 | 2009-10-08 | Panasonic Corp | 視覚処理装置、視覚処理方法、テレビジョン、携帯情報端末、カメラおよびプロセッサ |
US7750950B2 (en) | 2002-06-24 | 2010-07-06 | Fujifilm Corporation | Image pickup apparatus and image processing method |
CN101938662A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 日立民用电子株式会社 | 图像信号处理装置 |
JP2011248479A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Canon Inc | 画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム |
JP2012004867A (ja) * | 2010-06-17 | 2012-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | 画像読取装置の画像処理方法および画像読取装置 |
-
1998
- 1998-11-19 JP JP32890998A patent/JP3813362B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003013129A1 (fr) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Sony Corporation | Dispositif et procede pour prise de vues |
US7352398B2 (en) | 2001-08-01 | 2008-04-01 | Sony Corporation | Image pick-up apparatus and method for picking up and synthesizing plural images to generate a dynamic range image |
US7750950B2 (en) | 2002-06-24 | 2010-07-06 | Fujifilm Corporation | Image pickup apparatus and image processing method |
JP2009232468A (ja) * | 2005-10-12 | 2009-10-08 | Panasonic Corp | 視覚処理装置、視覚処理方法、テレビジョン、携帯情報端末、カメラおよびプロセッサ |
JP2012010361A (ja) * | 2005-10-12 | 2012-01-12 | Panasonic Corp | 視覚処理装置、視覚処理方法、テレビジョン、携帯情報端末、カメラおよびプロセッサ |
EP1860890A2 (en) | 2006-05-23 | 2007-11-28 | Sony Corporation | Image correction circuit, image correction method and image display |
JP2008259242A (ja) * | 2008-06-09 | 2008-10-23 | Sony Corp | 画像処理装置、画像処理方法、記録媒体、およびプログラム |
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CN101938662A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 日立民用电子株式会社 | 图像信号处理装置 |
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JP2012004867A (ja) * | 2010-06-17 | 2012-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | 画像読取装置の画像処理方法および画像読取装置 |
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