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
(57)【要約】
【課題】 本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に
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。
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
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置及び
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。
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。
【０００２】
【従来の技術】従来、テレビジョンカメラ等の画像処理
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。
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。
【０００３】図１５は、この階調補正の処理に適用され
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。
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。
【０００４】なおこの図１５に示す特性曲線図におい
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。
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。
【０００５】また図１６は、同種の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。
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。
【０００６】これに対してコンピュータを用いた画像処
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。
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。
【０００７】このヒストグラムイコライゼーションは、
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。
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。
【０００８】すなわち図１７に示すように、このヒスト
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。
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。
【０００９】
【数１】
【００１０】ヒストグラムイコライゼーションの処理に
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。
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。
【００１１】
【数２】
【００１２】なおこのような階調を補正する処理は、画
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。
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。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述した従来
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。
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。
【００１４】従って従来手法による場合には、結局、処
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。
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。
【００１５】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
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。
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。
【００１６】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
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。
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。
【００１７】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。
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。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。
発明の実施の形態を詳述する。
【００１９】（１）第１の実施の形態 （１−１）第１の実施の形態の構成 図１は、本発明の第１の実施の形態に係るテレビジョン
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。
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。
【００２０】ここで図２に撮像面の正面図を拡大して示
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。
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。
【００２１】これによりＣＣＤ固体撮像素子２において
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。
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。
【００２２】このような撮像結果を出力するにつき、Ｃ
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。
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。
【００２３】これにより図４に示すように、ＣＣＤ固体
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。
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。
【００２４】メモリ４Ｎは、図示しない相関二重サンプ
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。
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。
【００２５】同様に、メモリ４Ｓは、図示しない相関二
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。
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。
【００２６】加算回路５は、メモリ４Ｎに保持された通
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。
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。
【００２７】これらによりテレビジョンカメラ１におい
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。
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。
【００２８】階調補正回路８は、この撮像結果ＶＴの画
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。
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。
【００２９】この処理において階調補正回路８は、演算
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。
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。
【００３０】
【数３】
【００３１】領域判定フィルタ１０は、このようにして
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。
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。
【００３２】すなわち領域判定フィルタ１０は、２次元
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。
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。
【００３３】
【数４】
【００３４】なお（４）式のＮ、Ｍは平均値を計算する
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。
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。
【００３５】係数算出回路１１は、低周波数成分ｒ
（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。
（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。
【００３６】
【数５】
【００３７】これにより係数算出回路１１は、次式の演
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。
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。
【００３８】
【数６】
【００３９】乗算回路１２Ｙは、このようにして生成さ
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。
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。
【００４０】同様に乗算回路１２Ｃは、コントラスト補
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。
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。
【００４１】演算回路１３は、次式の演算処理により、
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。
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。
【００４２】
【数７】
【００４３】（１−２）第１の実施の形態の動作 以上の構成において、テレビジョンカメラ１においては
（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）。
（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）。
【００４４】またテレビジョンカメラ１においては、ユ
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。
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。
【００４５】この撮像結果ＶＴにおいては、階調補正回
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。
【００４６】撮像結果ＶＴにおいては、続く係数算出回
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。
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。
【００４７】これにより撮像結果ＶＴにおいては、低周
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。
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。
【００４８】すなわち図７に示すように、輝度データｙ
（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））。
（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））。
【００４９】ところがこの実施の形態によれば、低周波
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））。
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））。
【００５０】これに対して高レベル側においては、同様
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。
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。
【００５１】これによりこの実施の形態に係る階調補正
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。
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。
【００５２】また図８に示すように、同様に、輝度デー
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））。
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））。
【００５３】ところがこの場合も、低レベル側及び高レ
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））。
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））。
【００５４】このようにして撮像結果ＶＴの階調を補正
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。
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。
【００５５】またこのように乗算回路１２Ｙにおける輝
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。
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。
【００５６】（１−３）第１の実施の形態の効果 以上の構成によれば、入力画像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。
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。
【００５７】このとき撮像結果より輝度データ及び色デ
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。
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。
【００５８】またこのときローパスフィルタによる低周
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。
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。
【００５９】（２）第２の実施の形態 図９は、本発明の第２の実施の形態に係るテレビジョン
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。
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。
【００６０】階調補正回路２８において、領域判定フィ
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。
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。
【００６１】ローパスフィルタ部３０Ａ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（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。
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。
【００６２】信号合成部３０Ｂは、それぞれ乗算回路Ｍ
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。
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。
【００６３】
【数８】
【００６４】これによりこの実施の形態においては、重
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。
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。
【００６５】すなわち図１０に示すように、画素値ｙ
（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。
（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。
【００６６】この場合、このような輪郭については、ほ
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。
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。
【００６７】これによりこの実施の形態においては、複
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。
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。
【００６８】図９に示す構成によれば、複数系統の低周
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。
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。
【００６９】（３）第３の実施の形態 図１１は、本発明の第３の実施の形態に係るテレビジョ
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。
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。
【００７０】ここで量子化回路４５は、輝度データｙ
（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。
（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。
【００７１】
【数９】
【００７２】領域判定フィルタ４０は、ビット数が異な
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。
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。
【００７３】ルックアップテーブル（ＬＵＴ）４１は、
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。
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。
【００７４】
【数１０】
【００７５】図１１に示す構成によれば、事前に輝度デ
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。
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。
【００７６】（４）第４の実施の形態 図１２は、本発明の第４の実施の形態に係るテレビジョ
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。
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。
【００７７】ここでルックアップテーブル５１は、領域
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。
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。
【００７８】
【数１１】
【００７９】補間回路５２は、ルックアップテーブル５
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。
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。
【００８０】
【数１２】
【００８１】図１２に示す構成によれば、補間演算処理
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。
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。
【００８２】（５）第５の実施の形態 図１３は、本発明の第５の実施の形態に係るテレビジョ
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。
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。
【００８３】この階調補正回路５８において、領域判定
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。
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。
【００８４】係数算出回路６１は、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）、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。
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。
【００８５】このうち係数生成部６１Ａは、それぞれ所
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。
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。
【００８６】これに対して係数合成部６１Ｂは、それぞ
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。
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。
【００８７】図１３に示す構成によれば、複数系統の低
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。
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。
【００８８】（６）他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、何れも基本的には図
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。
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。
【００８９】すなわち従来の手法においては、このよう
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。
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。
【００９０】また上述の実施の形態においては、レベル
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。
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。
【００９１】また上述の実施の形態においては、階調補
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。
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。
【００９２】すなわちダイナミックレンジの抑圧の処理
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。
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。
【００９３】またレベル変換関数Ｔを用いず、任意に係
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。
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。
【００９４】
【数１３】
【００９５】また上述の実施の形態においては、第３及
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。
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。
【００９６】またこれとは逆に第３及び第４の実施の形
態において、必要に応じて量子化回路を省略してもよ
い。
態において、必要に応じて量子化回路を省略してもよ
い。
【００９７】また上述の実施の形態においては、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
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。
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。
【００９８】なお復号ビデオ信号にあっては、ＹＣ分離
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。
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。
【００９９】また上述の実施の形態においては、ローパ
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。
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。
【０１００】また上述の実施の形態においては、本発明
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。
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。
【０１０１】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、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。
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。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るテレビジョン
カメラを示すブロック図である。
カメラを示すブロック図である。
【図２】図１のテレビジョンカメラのＣＣＤ固体撮像素
子の色フィルタを示す平面図である。
子の色フィルタを示す平面図である。
【図３】図２の色フィルタによる撮像結果を示す信号波
形図である。
形図である。
【図４】図１のテレビジョンカメラにおける撮像結果の
処理の説明に供する特性曲線図である。
処理の説明に供する特性曲線図である。
【図５】図１のテレビジョンカメラにおける画素の配列
を示す略線図である。
を示す略線図である。
【図６】コントラスト補正係数ｇ（ｉ，ｊ）の説明に供
する特性曲線図である。
する特性曲線図である。
【図７】図１のテレビジョンカメラにおける階調補正回
路の処理の説明に供する信号波形図である。
路の処理の説明に供する信号波形図である。
【図８】図７の場合とは異なる入力レベルにおける階調
補正回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。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るテレビジョン
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。
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。
【図１０】図９の階調補正回路の動作の説明に供する信
号波形図である。
号波形図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るテレビジョ
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。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に係るテレビジョ
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。
【図１３】本発明の第５の実施の形態に係るテレビジョ
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。
【図１４】他の実施の形態に係る階調補正回路に適用さ
れるレベル変換関数の説明に供する特性曲線図である。
れるレベル変換関数の説明に供する特性曲線図である。
【図１５】従来の階調補正の抑圧処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。
ル変換関数の説明に供する特性曲線図である。
【図１６】図１５とは異なる他の例による階調補正の処
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。
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。
【図１７】ヒストグラムイコライゼーションの処理の説
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。
１……テレビジョンカメラ、８、２８、３８、４８、５
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
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
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 9/77 Ｈ０４Ｎ 1/40 １０１Ｅ ５Ｃ０６６ 9/79 9/79 Ｚ ５Ｃ０７７ (72)発明者 上田 和彦 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5B057 BA02 CA01 CB01 CE11 CH07 CH09 DC22 5C021 PA02 PA34 PA51 PA58 PA66 PA67 PA76 PA80 PA85 PA86 RA06 RA07 RA12 XA03 XA14 XA35 XB07 XB17 YA06 YC01 YC02 YC03 YC09 5C022 AC42 5C055 BA03 BA05 EA01 HA14 HA18 HA35 5C065 AA01 AA03 BB10 BB23 BB48 CC01 DD02 EE05 EE08 GG02 GG12 GG13 GG15 GG17 GG18 GG21 GG23 GG30 GG50 HH01 HH02 5C066 AA01 BA20 CA07 DC01 GA04 GB01 JA01 KC02 KD06 KE02 KE03 KE07 KM02 LA02 5C077 LL19 MP08 NP02 PP49 PQ23
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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