JP2000261685A - Method of improving color image quality and device - Google Patents
Method of improving color image quality and deviceInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、イメージセンサや
ディジタルカメラ等から入力されたカラー画像に対し、
明部、暗部での微妙な輝度値及び色度値の変化を強調し
つつ、局所的なコントラストと大域的なコントラストと
を同時に強調し、出力レンジに適合させて出力し得るカ
ラー画像画質改善方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color image input from an image sensor, a digital camera, or the like.
A color image quality improvement method that enhances local contrast and global contrast at the same time while enhancing subtle changes in luminance and chromaticity values in bright and dark areas, and outputs the image in accordance with the output range. And an apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、カラーの画像処埋又は画像表示
を伴う視覚技術分野では、より高精細なカラー画像が要
求されるため、人間の特殊な操作を介さずに、カラー画
像を可能な限り高精度なカラー画像に変換するカラー画
像画質改善方法が必要とされている。2. Description of the Related Art In general, in the field of visual technology involving color image processing or image display, higher definition color images are required. There is a need for a color image quality improvement method of converting a color image into a highly accurate color image.
【0003】この種のカラー画像画質改善方法として
は、ガンマ補正に代表される指数変換方法及び対数変換
方法がある。また、極端に画像を強調したい場合、ヒス
トグラム平坦化により、画像の画素値をコントラスト強
調する方法などがある。As this type of color image quality improvement method, there are an exponential conversion method represented by gamma correction and a logarithmic conversion method. When an extreme enhancement of an image is desired, there is a method of contrast enhancement of pixel values of the image by histogram flattening.
【0004】ここで、対数変換による方法では、図12
に示すように、入力画像の画素値Iを全体に増す側に変
換する。なお、図示するように、画素値の小さい方が大
きい増分をもつことから、主に暗部のコントラストが強
調されることがわかる。Here, in the method based on logarithmic conversion, FIG.
As shown in (1), the pixel value I of the input image is converted to a value that increases the whole. As shown in the figure, since the smaller the pixel value has the larger increment, it can be understood that the contrast of the dark portion is mainly emphasized.
【0005】さらに、指数変換による方法では、図12
に示すように、指数が1より小さい場合、対数変換同様
の変換カーブを描き、全体に画素値を増す側に変換す
る。従って、暗部のコントラストが強調される。一方、
指数が1より大きい場合、図13に示すように、全体に
画素値を減じる側に変換する。よって、明部のコントラ
ストが強調される。Further, in the method using exponential conversion, FIG.
As shown in (1), when the exponent is smaller than 1, a conversion curve similar to logarithmic conversion is drawn, and conversion is performed to increase the pixel value as a whole. Therefore, the contrast of the dark part is enhanced. on the other hand,
When the exponent is larger than 1, the pixel value is converted to a value that reduces the pixel value as a whole, as shown in FIG. Therefore, the contrast of the bright part is enhanced.
【0006】ヒストグラム平坦化による方法は、画素値
の分布の塊を周囲に適切に分散させて、分布に則してコ
ントラスト強調を実行する技術であり、実際に種々の画
像強調手法のなかでも強調効果が著しい手法となってい
る。[0006] The histogram flattening method is a technique of appropriately dispersing a cluster of pixel value distributions around and performing contrast enhancement in accordance with the distribution, and is actually an enhancement method among various image enhancement methods. It is a method with a remarkable effect.
【0007】これらの他、カラー画像ではなく、白黒画
像が対象であるものの、分解能向上に優れた画像強調方
法としては、元々視認性のよい中間部ではコントラスト
をある程度抑制しつつ、明部及び暗部ではコントラスト
を強調するという画質改善方法および装置が特公平8−
21079号公報に開示されている。[0007] In addition to these, although a black-and-white image is a target instead of a color image, an image enhancement method that is excellent in resolution improvement is to reduce the contrast to some extent in the middle part, which originally has good visibility, and to reduce the contrast in a bright part and a dark part. In Japanese Patent Publication No. Hei 8-8, an image quality improving method and apparatus for enhancing contrast is adopted.
No. 21079 discloses this.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うなカラー画像画質改善方法では、以下のような問題が
ある。However, the above-described color image quality improving method has the following problems.
【0009】対数変換による方法では、画素値の小さい
区間のコントラストは強調されるものの、画素値の大き
い区間のコントラストが抑制される問題がある。In the method using logarithmic conversion, the contrast in a section having a small pixel value is emphasized, but there is a problem that the contrast in a section having a large pixel value is suppressed.
【0010】指数変換による方法では、利用者が画像毎
に判断して指数を決定する手間がかかり、指数が1より
小さいとき画素値の小さい区間のコントラストは強調さ
れるものの、画素値の大きい区間のコントラストが抑制
される問題がある。また、指数が1より大きいとき、画
素値の大きい区間のコントラストは強調されるものの、
画素値の小さい区間のコントラストが抑制される問題が
ある。In the method using the exponential conversion, it takes time and effort for the user to determine the index by judging each image. When the index is smaller than 1, the contrast of the section having a small pixel value is emphasized, but the section having a large pixel value is emphasized. There is a problem that the contrast is suppressed. When the index is larger than 1, the contrast in the section where the pixel value is large is emphasized,
There is a problem that the contrast in a section having a small pixel value is suppressed.
【0011】また、ヒストグラム平坦化による方法で
は、大域的なコントラストの強調効果が著しい一方、領
域内部での変化等を示す比較的に小さい局所的なコント
ラストが抑制される問題がある。In the method using histogram flattening, while the effect of enhancing global contrast is remarkable, there is a problem that a relatively small local contrast indicating a change or the like within the region is suppressed.
【0012】また、特公平8−21079号公報に記載
の方法では、局所的なコントラストの強調効果が高いこ
とから局所的にシャープな画像が得られる一方、大域的
なコントラストを低下させる傾向がある。また、白黒画
像を対象とした方法なので、カラー画像の画質改善とは
無関係である。In the method described in Japanese Patent Publication No. 8-21079, a sharp image is locally obtained due to a high local contrast enhancement effect, while the global contrast tends to be reduced. . Also, since the method is for a black and white image, it has nothing to do with improving the image quality of a color image.
【0013】まとめると、以上のようなコントラストの
低下は、高解像度な画像データであっても、その画像デ
ータの実質的な利用度を低下させるので、高細密なカラ
ー画像を実現し難いという問題を生じさせる。[0013] In summary, the above-described decrease in contrast reduces the practical use of the image data even for high-resolution image data, so that it is difficult to realize a high-definition color image. Cause.
【0014】また、以上のような各画質の改善方式は、
白黒画像の場合にはある程度の画質の改善が見られるも
のの、より高細密なカラー画像の実現を図る観点から
は、未だ十分とは言えないものである。In addition, the above-described image quality improvement methods are as follows.
In the case of a black-and-white image, although the image quality is improved to some extent, it cannot be said that it is still sufficient from the viewpoint of realizing a higher-definition color image.
【0015】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、利用者の判断を要せずに簡単な計算により、局所的
及び大域的の双方のコントラストを強調し、カラー画像
の画質を向上し得るカラー画像画質改善方法及び装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and enhances both local and global contrasts by simple calculations without requiring user judgment to improve the quality of a color image. It is an object of the present invention to provide a color image quality improving method and apparatus which can be performed.
【0016】また、本発明の他の目的は、局所的及び大
域的なコントラストの強調を人間の色覚に応じて行なう
ことにより、画像データの実質的な利用度を高め、高細
密なカラー画像を実現し得るカラー画像画質改善方法及
び装置を提供することにある。Another object of the present invention is to enhance the substantial use of image data by enhancing local and global contrasts in accordance with human color perception, thereby achieving high-definition color images. An object of the present invention is to provide a color image quality improving method and apparatus which can be realized.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明の第1の骨子につ
いて説明する。特公平8−21079号公報に開示され
た技術は、人間の視覚におけるS字型の応答特性を線形
に補正するために逆S字型変換を用いるものであるが、
前述した通り、局所的コントラストを強調する反面、大
域的なコントラストを低下させる傾向がある。A first gist of the present invention will be described. The technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 8-21079 uses an inverse S-shaped conversion to linearly correct an S-shaped response characteristic in human vision.
As described above, while the local contrast is enhanced, the global contrast tends to be reduced.
【0018】この傾向を改善するため、本発明では、輝
度調整の手法と色度調整の手法とを夫々設けている。輝
度調整としては、画像全体の明るさ(全体の輝度の平均
値l mean)に対して局所的明るさ(画素近傍の輝度の平
均値lave )の比に対応する係数を求め、全体の明るさ
と局所的明るさとの差を強調することにより、局所的コ
ントラストを維持しつつ、大域的なコントラストの向上
を図っている。なお、この輝度調整に関しては、均等色
空間CIE−LABを用いることが輝度を色度とは独立
に且つ高精度に調整可能な観点から好ましい。In order to improve this tendency, the present invention
A method of adjusting the chromaticity and a method of adjusting the chromaticity are provided respectively. Shine
To adjust the brightness, the brightness of the entire image (average of the overall brightness)
Value l mean) To the local brightness (the brightness
Average lave) To determine the coefficient corresponding to the overall brightness
Local brightness by emphasizing the difference between
Improve global contrast while maintaining contrast
Is being planned. In addition, this brightness adjustment
Using space CIE-LAB makes luminance independent of chromaticity
It is preferable from the viewpoint that the adjustment can be performed with high accuracy.
【0019】一方、色度調整としては、本発明は、カラ
ー画像を対象とするため、人間の色覚の性質に基づい
て、色覚に関しても、全体の色合い(全体の色度の平均
値rg mean,ybmean)と局所的色合い(画素近傍の色
度の平均値rgave ,ybave)との差を強調すること
により、局所的コントラストを維持しつつ、大域的なコ
ントラストの向上を図っている。なお、この色度調整に
関しては、人間の色覚機構に基づく色空間を用いること
が自然な色合いの観点から好ましい。On the other hand, as for chromaticity adjustment, the present invention
ー Based on human color vision properties
Also, regarding color vision, the overall hue (average of overall chromaticity)
Value rg mean, Ybmean) And local tint (color near pixel)
Average value of degree rgave, Ybave)
Global contrast while maintaining local contrast.
Improving trust. Note that this chromaticity adjustment
Use color space based on human color vision mechanism
Is preferred from the viewpoint of natural colors.
【0020】ここで例えば、図11は人間の外側膝状体
での色覚機構を示す模式図である(De Valois, R. L. a
nd De Valois, K. K. : A multi-stage color model, V
ision Research, Vol.33, No.8, pp.1053-1065, 1993.
)。この色覚機構は、目が光を受けると、網膜にある
L,M,Sの3種の錐体が夫々信号を出力し、その信号
が外側膝状体において種々の組合せで加算されて大脳に
出力される結果、人間が明るさ、暗さを含む、赤色、黄
色、緑色及び青色等の色覚を生じることを示している。Here, for example, FIG. 11 is a schematic diagram showing a color vision mechanism in a human outer knee-like body (De Valois, RLa).
nd De Valois, KK: A multi-stage color model, V
ision Research, Vol.33, No.8, pp.1053-1065, 1993.
). When the eye receives light, the L, M, and S cones in the retina output signals when the eye receives light, and the signals are added in various combinations in the outer knee to the cerebrum. The output result indicates that a human produces color vision such as red, yellow, green, and blue including brightness and darkness.
【0021】なお、図11中、符号のLは長波長を感じ
るL錐体を示し、Mは中波長を感じるM錐体を示し、S
は短波長を感じるS錐体を示す。また、符号の“o”は
中心が正(興奮)に反応し、周辺に負(抑制)の反応を
生じる神経節細胞のONセンタ形を示す。同様に、符号
の“−”は、ONセンタ形とは逆の極性の反応を生じる
神経節細胞のOFFセンタ形を示す。In FIG. 11, L indicates an L cone that senses a long wavelength, M indicates an M cone that senses a medium wavelength, and S
Indicates an S cone that senses a short wavelength. The symbol “o” indicates an ON center shape of ganglion cells in which the center responds positively (excitation) and the periphery responds negatively (suppressed). Similarly, the sign "-" indicates an OFF center shape of a ganglion cell that produces a reaction having a polarity opposite to that of the ON center shape.
【0022】これらにより、例えばOFFセンタ形のM
錐体を“−Mo”として示している。また、例えば“L
o”、“Mo”及び“So”の和により、“明るさ”が
知覚され、“Lo”、“−Mo”及び“So”の和によ
り、“赤色”が知覚される旨を示している。Thus, for example, the M of the OFF center type
The cone is shown as "-Mo". For example, "L
The sum of “o”, “Mo” and “So” indicates that “brightness” is perceived, and the sum of “Lo”, “−Mo” and “So” indicates that “red” is perceived. .
【0023】本発明はこのような色覚機構に基づき、カ
ラー画像のR,G,B値を人間の色覚に合わせるように
色度図で示される色空間に変換し、さらに、上述した全
体平均と局所平均との比を用い、色度のコントラストを
向上させて高細密カラー画像の実現を図るものである。The present invention converts the R, G, and B values of a color image into a color space represented by a chromaticity diagram so as to match human color perception based on such a color vision mechanism. By using the ratio to the local average, the chromaticity contrast is improved to realize a high-definition color image.
【0024】また、本発明は、人間の側抑制機構におけ
る受容野が略同心円状であることを考慮して、画像の局
所的な明るさや色度を画素近傍の輝度の平均値lave や
色度の平均値rgave ,ybave より示すようにし、局
所的コントラスト自体の改善も図るものである。Further, the present invention considers that the receptive field in the human side suppression mechanism is substantially concentric, and determines the local brightness and chromaticity of the image as the average value l ave of the brightness near the pixel and the color. As shown by the average values rg ave and yb ave of the degrees, the local contrast itself is also improved.
【0025】次に、本発明の第2の骨子について説明す
る。このような第1の骨子において、さらに大域的コン
トラストの強調を図るため、明暗順応機構及び色順応機
構の考慮により、画像の全体的な明るさや色度を輝度値
の平均値lmeanや色度の平均値rgave ,ybave で代
表させ、これを逆S字型変換した補正値kl
(lmean),krg(rgmean),kyb(ybmean)を表
示系の出力レンジの中間値Vlmid ,Vrgmid ,Vyb
mid に対応させ、平均輝度や平均色度の前後で出力レン
ジに適合させるように線形変換を実行することにより、
大域的コントラストの強調を図っている。Next, the second gist of the present invention will be described. In the first framework, in order to further enhance the global contrast, the overall brightness and chromaticity of the image are converted into the average luminance value l mean and the chromaticity by considering the light-dark adaptation mechanism and the chromatic adaptation mechanism. The average value rg ave , yb ave is represented by a correction value kl obtained by inverse S-shape conversion.
(L mean ), krg (rg mean ), and kyb (yb mean ) are represented by intermediate values Vl mid , Vrg mid , Vyb of the output range of the display system.
By performing a linear transformation to match the output range before and after the average luminance and chromaticity, corresponding to mid
It emphasizes global contrast.
【0026】さて、上述した本発明の骨子に基づいて、
具体的には以下のような解決手段が実現される。請求項
1に対応する発明は、カラー画像の各画素における画素
値r,g,bを均等色空間CIE−LAB上の各色度値
a* ,b* 並びに輝度値l* に変換し、前記各画素の輝
度値l* の平均値l*mean を求め、前記各画素毎に、当
該画素の近傍におけるi個の画素の各輝度値l* 1〜l
* iの平均値l*ave を求め、前記全体の平均値l*
mean と前記近傍の平均値l*ave との比に対応する各
々の係数を求め、前記各々の係数をポジティブ画像での
前記近傍の平均値l*ave の相対値に乗じてポジティブ
画素変量δl*posiを求めると共に、前記各々の係数をネ
ガティブ画像での前記近傍の平均値l*ave の相対値に
乗じてネガティブ画素変量δl*negaを求め、前記ポジテ
ィブ画素変量δl*posiをポジティブ画像での当該画素の
輝度値l* の相対値に加えてこの相対値を修正すると共
に、前記ネガティブ画素変量δl*negaをネガティブ画像
での当該画素の輝度値l* の相対値に加えてこの相対値
を修正し、これら修正した相対値の比の対数によって当
該画素の輝度値l* を補正し、この補正結果kl*(l*
)を出力レンジの範囲内に正規化し、この正規化結果
Vl*(l* )及び前記各色度値a* ,b* を前記均等色
空間CIE−LABからrgb色空間へ逆変換し、得ら
れた逆変換結果に基づいて、画像全体を構成して出力す
るカラー画像画質改善方法である。Now, based on the gist of the present invention described above,
Specifically, the following solution is realized. The invention corresponding to claim 1 converts pixel values r, g, b in each pixel of a color image into chromaticity values a *, b * and a luminance value l * on a uniform color space CIE-LAB, and The average value l * mean of the luminance values l * of the pixels is obtained, and for each of the pixels, the luminance values l * 1 to l * of the i pixels in the vicinity of the pixel
* The average value l * ave of i is obtained, and the average value l * of the whole is obtained.
Find each coefficient corresponding to the ratio between mean and the average value l * ave of the neighborhood, multiply each coefficient by the relative value of the average value l * ave of the neighborhood in the positive image to obtain a positive pixel variable δl * While obtaining the posi , the respective coefficients are multiplied by the relative value of the average value l * ave of the neighborhood in the negative image to obtain a negative pixel variable δl * nega , and the positive pixel variable δl * posi is obtained by the positive image in the positive image. This relative value is corrected in addition to the relative value of the luminance value l * of the pixel, and the relative value is corrected by adding the negative pixel variable δl * nega to the relative value of the luminance value l * of the pixel in the negative image. Then, the luminance value l * of the pixel is corrected by the logarithm of the ratio of the corrected relative values, and the correction result kl * (l *
) Is normalized within the output range, and the normalized result Vl * (l *) and each of the chromaticity values a * and b * are inversely converted from the uniform color space CIE-LAB to the rgb color space. This is a color image quality improvement method for constructing and outputting the entire image based on the inverse conversion result.
【0027】また、請求項2に対応する発明は、請求項
1に対応するカラー画像画質改善方法において、前記正
規化としては、前記全体の平均値l*mean の補正結果k
l*(l*mean )を前記出力レンジの中間値Vl*mid に対
応させるように実行するカラー画像画質改善方法であ
る。According to a second aspect of the present invention, in the color image quality improving method according to the first aspect, the normalization includes the correction result k of the overall average value l * mean.
This is a color image quality improvement method executed so that l * (l * mean ) corresponds to the intermediate value Vl * mid of the output range.
【0028】さらに、請求項3に対応する発明は、カラ
ー画像を入力するための画像入力手段と、前記画像入力
手段により入力されたカラー画像の全画素の画素値r,
g,bを均等色空間CIE−LAB上の各色度値a* ,
b* 及び輝度値l* に変換する色空間変換手段と、前記
色空間変換手段にて得られた全画素の各輝度値l* を平
均して全体平均値l*mean を算出する全体平均算出手段
と、前記色空間変換手段にて得られた各画素毎に、当該
画素の近傍におけるi個の画素の各輝度値l*1〜l*
iを抽出する近傍画像抽出手段と、前記近傍画像抽出手
段により抽出された近傍画素の各輝度値l* 1〜l* i
を平均して近傍平均値l*ave を算出する近傍平均算出
手段と、前記全体平均算出手段により算出された全体平
均値l*m ean と前記近傍平均算出手段により算出された
近傍平均値l*ave との比に対応する係数αl*posi,α
l*negaを算出する係数算出手段と、前記近傍平均算出手
段にて得られた当該画素の近傍平均値l*ave 及び係数
算出手段により算出された係数αl*posiに基づいて、ポ
ジティブ画像の画素値変量δl*posiを決定するポジティ
ブ画像画素値変量決定手段と、前記近傍平均算出手段に
て得られた当該画素の近傍平均値l*ave 及び係数算出
手段により算出された係数αl*negaに基づいて、ネガテ
ィブ画像の画素値変量δl*negaを決定するネガティブ画
像画素値変量決定手段と、前記ポジティブ画像画素値変
量決定手段により決定された画素値変量δl*posi及び前
記ネガティブ画像画素値変量決定手段により決定された
画素値変量δl*negaに基づいて当該画素の輝度値lを補
正し、この補正結果の比の対数を求めて画素補正値kl*
(l* )を算出する画素値補正手段と、前記画素値補正
手段により算出された全ての画素補正値kl*(l* )の
うち、最大値kl*max と最小値kl*min とを算出する補
正値最大最小値算出手段と、前記補正値最大最小値算出
手段により算出された最大値kl*max 及び最小値kl*
min に基づいて、前記画素値補正手段により算出された
画素補正値kl*(l* )を出力レンジの範囲内に正規化
して正規化変換値Vl*(l* )を算出する画素値正規化
手段と、前記画素値正規化手段により算出された各画素
の正規化変換値Vl*(l* )及び前記色空間変換手段に
て得られた各色度値a* ,b* を前記均等色空間CIE
−LABからrgb色空間へ逆変換し、得られた逆変換
結果に基づいて、画像全体を構成して出力する画像出力
手段とを備えたカラー画像画質改善装置である。Further, according to the present invention, there is provided an image input means for inputting a color image, and a pixel value r of all pixels of the color image input by the image input means.
g and b are defined as chromaticity values a * and 上 の on the uniform color space CIE-LAB.
a color space conversion means for converting into b * and a luminance value l *, and an overall average calculation for calculating an overall average value l * mean by averaging the luminance values l * of all the pixels obtained by the color space conversion means Means, and for each pixel obtained by the color space conversion means, each luminance value l * 1 to l * of i pixels in the vicinity of the pixel.
a neighboring image extracting means for extracting i, and respective luminance values l * 1 to l * i of the neighboring pixels extracted by the neighboring image extracting means
And neighborhood average calculating means for calculating the neighborhood average value l * ave the average, the overall total is calculated by the average calculating means averages l * m ean and the neighboring average value calculated by the neighboring average calculation means l * coefficient αl * posi , α corresponding to the ratio to ave
a coefficient calculating means for calculating l * nega , and a pixel of a positive image based on a nearby average value l * ave of the pixel obtained by the nearby average calculating means and a coefficient αl * posi calculated by the coefficient calculating means. A positive image pixel value variable determining means for determining the value variable δl * posi , and the coefficient αl * nega calculated by the coefficient calculating means and the neighborhood average value l * ave of the pixel obtained by the neighborhood average calculating means. A negative image pixel value variable determining means for determining the pixel value variable δl * nega of the negative image; a pixel value variable δl * posi determined by the positive image pixel value variable determining means; and the negative image pixel value variable determining means. The luminance value l of the pixel is corrected based on the pixel value variable δl * nega determined by, and the logarithm of the ratio of the correction result is obtained to obtain a pixel correction value kl *
A pixel value correction means for calculating (l *), and a maximum value kl * max and a minimum value kl * min among all the pixel correction values kl * (l *) calculated by the pixel value correction means. Correction value maximum / minimum value calculation means, and the maximum value kl * max and the minimum value kl * calculated by the correction value maximum / minimum value calculation means
Pixel value normalization for calculating a normalized conversion value Vl * (l *) by normalizing the pixel correction value kl * (l *) calculated by the pixel value correction means within the output range based on min . Means for converting the normalized converted value Vl * (l *) of each pixel calculated by the pixel value normalizing means and the chromaticity values a * and b * obtained by the color space converting means into the uniform color space. CIE
A color image quality improving apparatus comprising: an image output unit that performs an inverse conversion from LAB to an rgb color space and forms and outputs an entire image based on the obtained inverse conversion result.
【0029】また、請求項4に対応する発明は、請求項
3に対応するカラー画像画質改善装置において、前記画
素値正規化手段及び前記画像出力手段に代えて、前記全
体平均算出手段により算出された全体平均値l*mean 及
び前記係数算出手段により算出された係数αl*posi,α
l*negaに基づいて、前記全体平均値l*mean の補正値k
l*(l*mean )を算出する全体平均補正値算出手段と、
前記画素値補正手段により算出された各画素の画素補正
値kl*(l* )と前記全体平均補正値算出手段により算
出された補正値kl*(l*mean )とを比較し、前記画素
補正値kl*(l* )よりも対応する前記補正値kl*(l
*mean )が大のときには画素補正値kl*(l* )を対応
する出力レンジ範囲内の中間値Vl*mid より小さい出力
レンジ区間へ線形変換し、前記画素補正値kl*(l* )
と対応する前記補正値kl*(l*m ean )とが等しいとき
には画素補正値kl*(l* )を対応する出力レンジ範囲
内の中間値Vl*mid へ変換し、前記画素補正値kl*(l
* )よりも対応する前記補正値kl*(l*mean )が小の
ときには画素補正値kl*(l* )を対応する出力レンジ
範囲内の中間値Vl*mid より大きい出力レンジ区間へ線
形変換することにより、各画素補正値kl*(l* )を出
力レンジの範囲内に正規化して正規化変換値Vl*(l*
)を算出する画素補正値変換手段と、前記画素補正値
変換手段により算出された各画素の正規化変換値Vl*
(l* )及び前記色空間変換手段にて得られた各色度値
a* ,b* を前記均等色空間CIE−LABからrgb
色空間へ逆変換し、得られた逆変換結果に基づいて、画
像全体を構成して出力する正規化画像出力手段とを備え
たカラー画像画質改善装置である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the color image quality improving apparatus according to the third aspect, wherein the pixel value normalizing means and the image output means are replaced by the overall average calculating means. The average value l * mean and the coefficient αl * posi , α calculated by the coefficient calculating means.
Based on l * nega , the correction value k of the overall average l * mean
means for calculating an overall average correction value for calculating l * (l * mean );
The pixel correction value kl * (l *) of each pixel calculated by the pixel value correction means is compared with the correction value kl * (l * mean ) calculated by the overall average correction value calculation means, and the pixel correction is performed. The correction value kl * (l) corresponding to the value kl * (l *)
* mean ) is large, the pixel correction value kl * (l *) is linearly converted to an output range section smaller than the intermediate value Vl * mid within the corresponding output range, and the pixel correction value kl * (l *) is obtained.
The correction value corresponding to kl * when (l * m ean) are equal converts the intermediate value Vl * mid within the output range range corresponding pixel correction value kl * (l *), the pixel correction value kl * (L
When the corresponding correction value kl * (l * mean ) is smaller than *), the pixel correction value kl * (l *) is linearly converted to an output range section larger than the intermediate value Vl * mid in the corresponding output range. By doing so, each pixel correction value kl * (l *) is normalized within the range of the output range, and the normalized conversion value Vl * (l *)
), And a normalized conversion value Vl * of each pixel calculated by the pixel correction value conversion means.
(L *) and the chromaticity values a * and b * obtained by the color space conversion means are converted from the uniform color space CIE-LAB to rgb.
A color image quality improving apparatus comprising: a normalized image output unit that performs inverse conversion to a color space and forms and outputs the entire image based on the obtained inverse conversion result.
【0030】さらに、請求項5に対応する発明は、カラ
ー画像の各画素における画素値r,g,bを色空間上の
各色度値rg,yb並びに輝度値lに変換し、前記各色
度値rg,yb並びに輝度値lの各々の平均値r
gmean,ybmean,lmeanを求め、前記カラー画像の各
画素毎に、当該画素の近傍におけるi個の画素の各色度
値rg1〜rgi,yb1〜ybi並びに輝度値l1〜
liの各々の平均値rgave,ybave ,lave を求
め、前記全体の平均値rgmean,ybmean,lmeanと前
記近傍の平均値rgave ,ybave ,lave との比に対
応する各々の係数を求め、前記各々の係数をポジティブ
画像での前記近傍の平均値rgave ,ybave ,lave
の各々の相対値に乗じてポジティブ画素変量δrgposi,
δybposi,δlpos i を求めると共に、前記各々の係数を
ネガティブ画像での前記近傍の平均値rg ave ,yb
ave ,lave の各々の相対値に乗じてネガティブ画素変
量δrgnega,δybnega,δlnega を求め、前記ポジティ
ブ画素変量δrgposi,δybposi,δlp osi をポジティブ
画像での当該画素の各色度値rg,yb並びに輝度値l
の各々の相対値に加えてこれら相対値を修正すると共
に、前記ネガティブ画素変量δrg nega,δybnega,δl
nega をネガティブ画像での当該画素の各色度値rg,
yb並びに輝度値lの各々の相対値に加えてこれら相対
値を修正し、これら修正した相対値の比の対数によって
当該画素の各色度値rg,yb並びに輝度値lを夫々補
正し、これらの補正結果krg(rg),kyb(yb),
kl (l)を夫々出力レンジの範囲内に正規化するカラ
ー画像画質改善方法である。Further, according to the invention corresponding to claim 5, the color
-The pixel values r, g, b for each pixel of the image
Each chromaticity value rg, yb and luminance value l are converted to
Average value r of each of degree value rg, yb and luminance value l
gmean, Ybmean, LmeanAnd calculate each of the color images.
For each pixel, each chromaticity of i pixels in the vicinity of the pixel
Values rg1 to rgi, yb1 to ybi, and luminance values 11 to
average value rg of each of liave, Ybave, LaveSeeking
The average value rg of the wholemean, Ybmean, LmeanAnd before
Average value rg of the neighborhoodave, Ybave, LaveTo the ratio
Find each corresponding coefficient and set each coefficient as positive
Average value rg of the neighborhood in the imageave, Ybave, Lave
Multiply the relative value of each by the positive pixel variable δrgposi,
δybposi, Δlpos i And calculate each of the coefficients
Average value rg of the neighborhood in a negative image ave, Yb
ave, LaveNegative pixel change by multiplying each relative value of
Quantity δrgnega, Δybnega, Δlnega The positive
Pixel variable δrgposi, Δybposi, Δlp osi The positive
Each chromaticity value rg, yb and luminance value l of the pixel in the image
Correcting these relative values in addition to the relative values of
The negative pixel variable δrg nega, Δybnega, Δl
nega Are the respective chromaticity values rg of the pixel in the negative image,
yb and the relative value of the luminance value l,
Modify the values and log the ratio of these modified relative values.
Each chromaticity value rg, yb and luminance value l of the pixel are complemented, respectively.
Correct these correction results krg (rg), kyb (yb),
color that normalizes kl (l) within the output range
-Image quality improvement method.
【0031】また、請求項6に対応する発明は、請求項
5に対応するのカラー画像画質改善方法において、前記
正規化としては、前記全体の平均値rgmean,y
bmean,l meanの各々の補正結果krg(rg),kyb
(ybmean),kl (lmean)を前記出力レンジの中間
値Vrgmid ,Vybmid ,Vlmid に夫々対応させるよう
に実行するカラー画像画質改善方法である。[0031] The invention corresponding to claim 6 is the present invention.
5. The method for improving image quality of a color image corresponding to 5.
As the normalization, the entire average value rgmean, Y
bmean, L meanCorrection results krg (rg), kyb
(Ybmean), Kl (lmean) Is the middle of the output range
Value Vrgmid, Vybmid, Vlmid To respond to each
This is a color image quality improvement method to be executed.
【0032】さらに、請求項7に対応する発明は、カラ
ー画像を入力するための画像入力手段と、前記画像入力
手段により入力されたカラー画像の全画素の画素値r,
g,bを色空間上の各色度値rg,yb及び輝度値lに
変換する色空間変換手段と、前記色空間変換手段にて得
られたカラー画像の全画素の各色度値rg,yb及び輝
度値lの各々を平均して全体平均値rgmean,y
bmean,lmeanを算出する全体平均算出手段と、前記色
空間変換手段にて得られたカラー画像の各画素毎に、当
該画素の各色度値rg,yb並びに輝度値l及びその近
傍におけるi個の画素の各色度値rg1〜rgi,yb
1〜ybi並びに輝度値l1〜liを抽出する近傍画像
抽出手段と、前記近傍画像抽出手段により抽出された近
傍画素の各色度値rg1〜rgi,yb1〜ybi並び
に輝度値l1〜liを夫々平均して近傍平均値r
gave ,ybave ,lave を算出する近傍平均算出手段
と、前記全体平均算出手段により算出された全体平均値
rgmean,ybmean,lmeanと前記近傍平均算出手段に
より算出された近傍平均値rgave ,ybave ,lave
との比に対応する係数αrgposi,αybposi,αlposi ,
αrgnega,αybnega,αlnega を算出する係数算出手段
と、前記近傍平均算出手段により算出された近傍平均値
rgave ,ybave ,lave 及び係数算出手段により算
出された係数αrgposi,αybposi,αlposi に基づい
て、ポジティブ画像の画素値変量δrgposi,δybposi,
δlposi を決定するポジティブ画像画素値変量決定手段
と、前記近傍平均算出手段により算出された近傍平均値
rgave ,ybave ,lave 及び係数算出手段により算
出された係数αrgnega,αybnega,αlnega に基づい
て、ネガティブ画像の画素値変量δrgnega,δybnega,
δlnega を決定するネガティブ画像画素値変量決定手段
と、前記ポジティブ画像画素値変量決定手段により決定
された画素値変量δrgposi,δybposi,δlposi 及び前
記ネガティブ画像画素値変量決定手段により決定された
画素値変量δrgnega,δybnega,δlnega の各々に基づ
いて夫々当該画素の各色度値rg,yb並びに輝度値l
を補正し、夫々の補正結果の比の対数を求めて画素補正
値krg(rg),kyb(yb),kl (l)を算出する
画素値補正手段と、前記画素補正手段により算出された
全ての画素補正値krg(rg),kyb(yb),kl
(l)のうち、最大値krgmax ,kybmax ,klm ax と
最小値krgmin ,kybmin ,klmin とを算出する補正
値最大最小値算出手段と、前記補正値最大最小値算出手
段により算出された最大値krgmax ,kyb max ,klmax
及び最小値krgmin ,kybmin ,klmin に基づい
て、前記画素値補正手段により算出された画素補正値k
rg(rg),kyb(yb),kl (l)を出力レンジの
範囲内に正規化して正規化変換値Vrg(rg),Vyb
(yb),Vl (l)を算出する画素値正規化手段と、
前記画素値正規化手段により算出された各画素の正規化
変換値Vrg(rg),Vyb(yb),Vl (l)に基づ
いて、画像全体を構成して出力する画像出力手段とを備
えたカラー画像画質改善装置である。Further, according to the invention corresponding to claim 7, the color
Image input means for inputting an image, and the image input means
Pixel values r of all pixels of the color image input by the means,
g and b are converted to chromaticity values rg and yb and a luminance value l in the color space.
Color space conversion means for converting, and the color space conversion means
Chromaticity values rg, yb and luminosity of all pixels of the obtained color image
Average each of the degree values l to obtain the overall average value rgmean, Y
bmean, LmeanMeans for calculating the average, and the color
For each pixel of the color image obtained by the space conversion means,
Each chromaticity value rg, yb and luminance value l of the pixel and its vicinity
Chromaticity values rg1 to rgi, yb of i pixels in the vicinity
Neighboring images for extracting 1-ybi and luminance values 11-li
Extraction means, and the neighborhood extracted by the neighborhood image extraction means.
Chromaticity values rg1 to rgi, yb1 to ybi of neighboring pixels
Average the respective luminance values l1 to li to obtain a neighborhood average value r
gave, Ybave, LaveMeans for calculating the neighborhood average
And the overall average value calculated by the overall average calculation means
rgmean, Ybmean, LmeanAnd the neighborhood average calculation means
Average value rg calculated fromave, Ybave, Lave
Coefficient αrg corresponding to the ratioposi, Αybposi, Αlposi ,
αrgnega, Αybnega, Αlnega Coefficient calculating means for calculating
And a neighborhood average value calculated by the neighborhood average calculation means
rgave, Ybave, LaveAnd the coefficient calculation means
Issued coefficient αrgposi, Αybposi, Αlposi Based on
The pixel value variable δrg of the positive imageposi, Δybposi,
δlposi Positive image pixel value variable determining means for determining
And a neighborhood average value calculated by the neighborhood average calculation means
rgave, Ybave, LaveAnd the coefficient calculation means
Issued coefficient αrgnega, Αybnega, Αlnega Based on
The pixel value variance δrg of the negative imagenega, Δybnega,
δlnega Negative image pixel value variable determining means for determining
Determined by the positive image pixel value variable determining means.
Pixel value variable δrgposi, Δybposi, Δlposi And before
Determined by the negative image pixel value variable determining means
Pixel value variation δrgnega, Δybnega, Δlnega Based on each of
And the chromaticity values rg and yb and the luminance value l of the pixel, respectively.
Pixel correction by calculating the logarithm of the ratio of each correction result
Calculate the values krg (rg), kyb (yb), and kl (l)
Pixel value correction means, calculated by the pixel correction means
All pixel correction values krg (rg), kyb (yb), KL
(L) the maximum value krgmax, Kybmax, Klm ax When
Minimum value krgmin, Kybmin, Klmin And correction to calculate
Value maximum / minimum value calculating means, and the correction value maximum / minimum value calculating means.
Maximum value krg calculated by stepmax, Kyb max, Klmax
And minimum value krgmin, Kybmin, Klmin Based on
The pixel correction value k calculated by the pixel value correction means.
rg (rg), kyb (yb), kl (l) are output range
Normalized conversion values Vrg (rg), Vyb
(Yb), a pixel value normalizing means for calculating Vl (l);
Normalization of each pixel calculated by the pixel value normalization means
Based on the conversion values Vrg (rg), Vyb (yb), Vl (l)
And image output means for composing and outputting the entire image.
This is a color image quality improvement device.
【0033】また、請求項8に対応する発明は、請求項
7に対応するカラー画像画質改善装置において、前記画
素値正規化手段及び前記画像出力手段に代えて、前記全
体平均算出手段により算出された全体平均値rgmean,
ybmean,lmean及び前記係数算出手段により算出され
た係数αrgposi,αybposi,αlposi ,αrgnega,αyb
nega,αlnega に基づいて、前記全体平均値rgmean,
ybmean,lmeanの補正値krg(rgmean),kyb(y
bmean),kl (lmean)を算出する全体平均補正値算
出手段と、前記画素値補正手段により算出された各画素
の画素補正値krg(rg),kyb(yb),kl (l)
と前記全体平均補正値算出手段により算出された補正値
krg(rgmean),kyb(ybmean),kl (lmean)
とを夫々比較し、前記画素補正値krg(rg),kyb
(yb),kl (l)よりも対応する前記補正値krg
(rgmean),kyb(ybmean),kl (lmean)が大
のときには画素補正値krg(rg),kyb(yb),k
l (l)を対応する出力レンジ範囲内の中間値Vr
gmid ,Vybmid ,Vlmid より小さい出力レンジ区間
へ線形変換し、前記画素補正値krg(rg),kyb(y
b),kl (l)と対応する前記補正値krg(r
gmean),kyb(ybmean),kl (lmean)とが等し
いときには画素補正値krg(rg),kyb(yb),k
l (l)を対応する出力レンジ範囲内の中間値Vr
gmid ,Vybmid ,Vlmid へ変換し、前記画素補正値
krg(rg),kyb(yb),kl (l)よりも対応す
る前記補正値krg(rgmean),kyb(ybmean),k
l (lmean)が小のときには画素補正値krg(rg),
kyb(yb),kl (l)を対応する出力レンジ範囲内
の中間値Vrgmid ,Vyb mid ,Vlmid より大きい出力
レンジ区間へ線形変換することにより、各画素補正値k
rg(rg),kyb(yb),kl (l)を出力レンジの
範囲内に正規化して正規化変換値Vrg(rg),Vyb
(yb),Vl (l)を算出する画素補正値変換手段
と、前記画素補正値変換手段により算出された各画素の
正規化変換値Vrg(rg),Vyb(yb),Vl (l)
に基づいて、画像全体を構成して出力する正規化画像出
力手段とを備えたカラー画像画質改善装置である。[0033] The invention corresponding to claim 8 is the present invention.
7. In the color image quality improvement device corresponding to
In place of the prime value normalizing means and the image output means,
Overall average value rg calculated by body average calculation meansmean,
ybmean, LmeanAnd calculated by the coefficient calculating means.
Coefficient αrgposi, Αybposi, Αlposi , Αrgnega, Αyb
nega, Αlnega Based on the total average value rgmean,
ybmean, LmeanCorrection value krg (rgmean), Kyb (y
bmean), Kl (lmean) To calculate the overall average correction value
Output means and each pixel calculated by the pixel value correction means
Pixel correction values krg (rg), kyb (yb), kl (l)
And the correction value calculated by the overall average correction value calculation means.
krg (rgmean), Kyb (ybmean), Kl (lmean)
And the pixel correction values krg (rg) and kyb
(Yb), the correction value krg corresponding to kl (l)
(Rgmean), Kyb (ybmean), Kl (lmean) Is large
, The pixel correction values krg (rg), kyb (yb), k
l (l) is the intermediate value Vr within the corresponding output range
gmid, Vybmid, Vlmid Smaller output range section
To the pixel correction values krg (rg), kyb (y
b), kl (l) and the corresponding correction value krg (r)
gmean), Kyb (ybmean), Kl (lmeanEquals)
Pixel correction values krg (rg), kyb (yb), k
l (l) is the intermediate value Vr within the corresponding output range
gmid, Vybmid, Vlmid To the pixel correction value
Corresponds better than krg (rg), kyb (yb), kl (l)
The correction value krg (rgmean), Kyb (ybmean), K
l (lmean) Is small, the pixel correction value krg (rg),
kyb (yb), KL (l) within the corresponding output range
Intermediate value of Vrgmid, Vyb mid, Vlmid Greater output
By linearly converting to a range section, each pixel correction value k
rg (rg), kyb (yb), kl (l) are output range
Normalized conversion values Vrg (rg), Vyb
(Yb), pixel correction value conversion means for calculating Vl (l)
And each pixel calculated by the pixel correction value conversion means.
Normalized conversion values Vrg (rg), Vyb (yb), Vl (l)
The normalized image output that composes and outputs the entire image based on
And a color image quality improving device provided with a power unit.
【0034】(作用)従って、請求項1,3,5,7に
対応する発明は以上のような手段を講じたことにより、
請求項1,3は輝度(l* )に関し、請求項5,7は色
度(rg,ybや輝度値l)に関して夫々、入力された
画像の色度値rg,ybや輝度値l,l* の分布特性を
事前に仮定することなしに、入力された画像の全体平均
値rg mean,ybmean,lmean,l*mean を求めること
により、局所的な色度値rg1〜rgi,yb1〜yb
i及び輝度値l1〜li,l* 1〜l* iの分布に適応
してコントラストを強調する度合いを、各画素近傍での
処理のみで調節することができるので、利用者の判断を
要せずに簡単な計算により、カラー画像の画質を向上さ
せることができる。(Operation) Accordingly, the present invention is characterized in that:
The corresponding invention takes the above measures,
Claims 1 and 3 relate to luminance (l *), and claims 5 and 7 refer to color
Degrees (rg, yb and luminance value 1) are input respectively.
The distribution characteristics of the chromaticity values rg, yb and the luminance values l, l * of the image
The overall average of the input image without any assumptions
Value rg mean, Ybmean, Lmean, L *mean Seeking
, The local chromaticity values rg1 to rgi, yb1 to yb
Adapts to the distribution of i and luminance values l1-li, l * 1-l * i
The degree of contrast enhancement in the vicinity of each pixel.
Since it can be adjusted only by processing, the judgment of the user
Improve color image quality with simple calculations
Can be made.
【0035】また、局所的及び大域的なコントラストの
強調を人間の色覚に応じて行なうことにより、画像デー
タの実質的な利用度を高め、高細密なカラー画像を実現
させることができる。Further, the local and global contrasts are enhanced in accordance with the color vision of a human, so that the substantial utilization of the image data can be increased and a high-definition color image can be realized.
【0036】また、請求項2,4,6,8に対応する発
明は、請求項1,3,5,7に対応する作用に加え、請
求項2,4は輝度(l* )に関し、請求項6,8は色度
(rg,ybや輝度値l)に関して夫々、全体の平均値
rgmean,ybmean,lmean,l*mean の補正値krg
(rgmean),kyb(ybmean),kl (lmean),k
l*(l*mean )を出力レンジの感度の良い中間値Vrg
mid ,Vybmid ,Vlmid,Vl*mid に対応づけて正規化
するので、局所的なコントラストと大域的コントラスト
とを同時に強調することができる。The inventions corresponding to the second, fourth, sixth, and eighth aspects have the same effects as the first, third, fifth, and seventh aspects, and the second and fourth aspects relate to luminance (l *). The terms 6 and 8 are chromaticity (rg, yb and luminance value 1), respectively, and are correction values krg of the average values rg mean , yb mean , l mean , and l * mean respectively.
(Rg mean ), kyb (yb mean ), kl (l mean ), k
l * (l * mean ) is the intermediate value Vrg with good sensitivity of output range
Since normalization is performed in association with mid , Vyb mid , Vl mid , and Vl * mid , local contrast and global contrast can be enhanced simultaneously.
【0037】[0037]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0038】(第1の実施の形態)図1は本発明の第1
の実施の形態に係るカラー画像画質改善装置の構成を示
すブロック図である。この画質改善装置は、画像入力部
1、色空間変換部2、全体平均算出部3、近傍画像抽出
部4、近傍平均算出部5、係数算出部6、ポジティブ画
像画素値変量決定部7、ネガティブ画像画素値変量決定
部8、画素値補正部9、画素値補正制御部10、画素補
正値記憶部11、画素補正値最大最小値算出部12、画
素値正規化部13、画素値正規化制御部14、画素値正
規化変換値記憶部15及び画像出力部16を備えてい
る。また、前段の構成要素で得られたデータは、後段の
構成要素で使用可能となっており、以下の各実施形態で
も同様である。(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a color image quality improvement device according to the embodiment. This image quality improvement device includes an image input unit 1, a color space conversion unit 2, an overall average calculation unit 3, a neighborhood image extraction unit 4, a neighborhood average calculation unit 5, a coefficient calculation unit 6, a positive image pixel value variable determination unit 7, a negative Image pixel value variation determination unit 8, pixel value correction unit 9, pixel value correction control unit 10, pixel correction value storage unit 11, pixel correction value maximum / minimum value calculation unit 12, pixel value normalization unit 13, pixel value normalization control A storage unit 15, a pixel value normalized conversion value storage unit 15, and an image output unit 16. Further, the data obtained by the components at the preceding stage can be used by the components at the subsequent stage, and the same applies to the following embodiments.
【0039】ここで、画像入力部1は、カラー画像が入
力されて各画素毎にRGBに対応する各画素値r
(赤),g(緑),b(青)として保存されるものであ
り、色空間変換部2などから読出可能なものであって、
例えばイメージセンサ、モニタカメラ又はディジタルカ
メラ等が適宜使用可能となっている。なお、画像入力部
は、単にカラー画像が記憶されるハードディスク等の記
憶装置としてもよい。Here, the image input unit 1 receives a color image and outputs a pixel value r corresponding to RGB for each pixel.
(Red), g (green), and b (blue), which can be read from the color space conversion unit 2 or the like.
For example, an image sensor, a monitor camera, a digital camera, or the like can be appropriately used. The image input unit may simply be a storage device such as a hard disk in which a color image is stored.
【0040】色空間変換部2は、画像入力部1にて入力
されたカラー画像の全画素の画素値r,g,bを色空間
上の値に変換し、変換結果を全体平均算出部3に与える
機能をもっている。The color space conversion unit 2 converts the pixel values r, g, b of all the pixels of the color image input by the image input unit 1 into values in the color space, and converts the conversion result into an overall average calculation unit 3 It has a function to give to.
【0041】具体的には、色空間変換部2は、輝度調整
の場合、全画素の画素値r,g,bを均等色空間CIE
−LAB上の各色度値a* ,b* 並びに輝度値l* に変
換し、この輝度値l* を全体平均算出部3に与える機能
をもっている。なお、この輝度値l* は、色空間変換部
2により変換されてから最終段の画像出力部16により
rgb色空間に逆変換されるまでの全体平均算出部3〜
画像出力部16の間、次に述べる色度調整の輝度値lと
同様に演算処理される。よって、説明の簡単のため、輝
度値l* の演算処理は、全体平均算出部3〜画像出力部
16の間、色度調整の輝度値lの演算処理を用いて述べ
る。Specifically, the color space conversion unit 2 converts the pixel values r, g, b of all the pixels into the uniform color space CIE
A function of converting each of the chromaticity values a * and b * on the LAB into a luminance value l * and giving the luminance value l * to the overall average calculation unit 3; It should be noted that the luminance value l * is converted by the color space conversion unit 2 to the overall average calculation units 3 to 3 from the last stage to the inverse conversion to the rgb color space by the image output unit 16 at the last stage.
During the image output unit 16, arithmetic processing is performed in the same manner as the luminance value 1 of the chromaticity adjustment described below. Therefore, for the sake of simplicity, the calculation processing of the luminance value l * will be described using the calculation processing of the luminance value 1 of the chromaticity adjustment between the overall average calculation unit 3 and the image output unit 16.
【0042】一方、色空間変換部2は、色度調整の場
合、全画素の画素値r,g,bをR軸,G軸及びB軸を
有する三次元色空間の各色度値rg,yb及び輝度値l
に変換し、得られた各色度値rg,yb及び輝度値lを
全体平均算出部3に与える機能をもっている。ここで、
色度値rgは、三次元色空間のR軸−G軸にて示される
RG平面上の値を示し、色度値ybは、三次元色空間の
G軸−B軸にて示されるyb平面上の値を示す。換言す
ると、各色度値rg,ybは、色度図上において、知覚
される色空間の広帯域(r−g)軸及び狭帯域(y−
b)軸の各々の値を示している。On the other hand, in the case of chromaticity adjustment, the color space conversion unit 2 converts the pixel values r, g, b of all pixels into respective chromaticity values rg, yb of a three-dimensional color space having R, G, and B axes. And the luminance value l
And provides the obtained chromaticity values rg, yb and luminance value l to the overall average calculation unit 3. here,
The chromaticity value rg indicates a value on an RG plane indicated by the R axis-G axis of the three-dimensional color space, and the chromaticity value yb indicates a yb plane indicated by the G axis-B axis of the three-dimensional color space. The above values are shown. In other words, each chromaticity value rg, yb is represented on the chromaticity diagram by a broadband (rg) axis and a narrowband (y-) axis of a perceived color space.
b) Each value of the axis is shown.
【0043】全体平均算出部3は、色空間変換部2にて
得られたカラー画像の全画素の各色度値rg,yb及び
輝度値lを夫々平均して全体平均値rgmean,y
bmean,l meanを算出し、この全体平均値rgmean,y
bmean,lmeanを係数算出部6に与える機能をもってい
る。The overall average calculating section 3 uses the color space converting section 2
Each chromaticity value rg, yb of all pixels of the obtained color image and
The luminance values 1 are each averaged to obtain an overall average value rgmean, Y
bmean, L meanIs calculated, and the overall average value rgmean, Y
bmean, LmeanIs provided to the coefficient calculation unit 6
You.
【0044】近傍画像抽出部4は、色空間変換部2にて
得られたカラー画像の全ての各画素毎に、当該画素の各
色度値rg,yb並びに輝度値lと、その近傍における
i個の画素の各色度値rg1〜rgi,yb1〜ybi
並びに輝度値l1〜liとを抽出して近傍平均算出部5
に与える機能をもっている。The neighborhood image extraction unit 4 calculates, for each pixel of the color image obtained by the color space conversion unit 2, each chromaticity value rg, yb and luminance value l of the pixel, and i Chromaticity values rg1 to rgi, yb1 to ybi of the pixel
And a neighborhood average calculation unit 5 that extracts brightness values 11 to li
It has a function to give to.
【0045】近傍平均算出部5は、近傍画像抽出部4に
より抽出された近傍画素の各色度値rg1〜rgi,y
b1〜ybi並びに輝度値l1〜liを夫々平均して近
傍平均値rgave ,ybave ,lave を算出し、これら
近傍平均値rgave ,ybav e ,lave を係数算出部
6、ポジティブ画像画素値変量決定部7及びネガティブ
画像画素値変量決定部8に与える機能をもっている。The neighborhood average calculation section 5 calculates the chromaticity values rg1 to rgi, y of the neighborhood pixels extracted by the neighborhood image extraction section 4.
b1~ybi and luminance values l1~li respectively averaged near average value rg ave, yb ave, calculates l ave, these neighborhood average rg ave, yb av e, coefficient calculating section 6 l ave, positive images It has a function to be provided to the pixel value variation determining unit 7 and the negative image pixel value variation determining unit 8.
【0046】係数算出部6は、全体平均算出部3から受
けた全体平均値rgmean,ybmean,lmeanと近傍平均
算出部5から受けた近傍平均値rgave ,ybave ,l
aveとの比に対応してポジティブ画像の係数αrgposi,
αybposi,αlposi 及びネガティブ画像の係数αr
gnega,αybnega,αlnega を算出するものであり、係
数αrgposi,αybposi,αlposi をポジティブ画像画素
値変量決定部7に与える機能と、係数αrgnega,αyb
nega,αlnega をネガティブ画像画素値変量決定部8に
与える機能とをもっている。The coefficient calculator 6 calculates the overall average values rg mean , yb mean , l mean received from the overall average calculator 3 and the neighborhood average values rg ave , yb ave , l received from the neighborhood average calculator 5.
The coefficient αrg posi of the positive image corresponding to the ratio to ave ,
αyb posi , αl posi and negative image coefficient αr
g nega , αyb nega , αl nega , the function of giving the coefficients αrg posi , αyb posi , αl posi to the positive image pixel value variable determining unit 7, and the functions αrg nega , αyb
nega and αl nega are provided to the negative image pixel value variable determining unit 8.
【0047】ポジティブ画像画素値変量決定部7は、近
傍平均算出部5により算出された近傍平均値rgave ,
ybave ,lave と、係数算出部6により算出された係
数αrgposi,αybposi,αlposi とに基づいて、ポジテ
ィブ画像の画素値変量δrgpo si,δybposi,δlposi を
決定するものであり、この画素値変量δrgposi,δyb
posi,δlposi を画素値補正部9に与える機能をもって
いる。The positive image pixel value variable determining unit 7
The neighborhood average value rg calculated by the neighborhood average calculation unit 5ave,
ybave, LaveAnd the coefficient calculated by the coefficient calculator 6
Number αrgposi, Αybposi, Αlposi And based on
Pixel value variable δrg of the live imagepo si, Δybposi, Δlposi To
This pixel value variable δrgposi, Δyb
posi, Δlposi To the pixel value correction unit 9
I have.
【0048】ネガティブ画像画素値変量決定部8は、近
傍平均算出部5により算出された近傍平均値rgave ,
ybave ,lave と、係数算出部6により算出された係
数αrgnega,αybnega,αlnega とに基づいて、ネガテ
ィブ画像の画素値変量δrgne ga,δybnega,δlnega を
決定するものであり、これら画素値変量δrgnega,δyb
nega,δlnega を画素値補正部9に与える機能をもって
いる。The negative image pixel value variable determining unit 8 calculates the neighborhood average value rg ave ,
yb ave, and l ave, coefficient Arufarg nega calculated by the coefficient calculation section 6, αyb nega, based on the .alpha.l nega, pixel value variable [Delta] rg ne ga negative image,? YB nega, is intended to determine the .DELTA.l nega , These pixel value variables δrg nega , δyb
nega and δl nega are provided to the pixel value correction unit 9.
【0049】画素値補正部9は、ポジティブ画像画素値
変量決定部7により決定された画素値変量δrgposi,δ
ybposi,δlposi 及びネガティブ画像画素値変量決定部
8により決定された画素値変量δrgnega,δybnega,δ
lnega の各々に基づいて夫々当該画素の各色度値rg,
yb並びに輝度値lを補正し、夫々の補正結果の比の対
数を求めて画素補正値krg(rg),kyb(yb),k
l (l)を算出するものであり、この画素補正値krg
(rg),kyb(yb),kl (l)を画素値補正制御
部10に与える機能をもっている。The pixel value correction unit 9 determines the pixel value variation δrg posi , δ determined by the positive image pixel value variation determination unit 7.
yb posi , δl posi and the pixel value variables δrg nega , δyb nega , δ determined by the negative image pixel value variable determination unit 8
l nega each chromaticity value rg,
yb and the luminance value 1 are corrected, and the logarithm of the ratio of each correction result is obtained to obtain pixel correction values krg (rg), kyb (yb), k
l (l), and this pixel correction value krg
(Rg), kyb (yb), and kl (l) are provided to the pixel value correction control unit 10.
【0050】画素値補正制御部10は、画素値補正部9
から受ける画素補正値krg(rg),kyb(yb),k
l (l)を画素補正値記憶部11に与える機能と、全て
の画素について画素補正値krg(rg),kyb(y
b),kl (l)を算出するように近傍画像抽出部4乃
至画素値補正部9を制御する機能をもっている。The pixel value correction control section 10 includes a pixel value correction section 9.
Pixel correction values krg (rg), kyb (yb), k
l (l) to the pixel correction value storage unit 11 and pixel correction values krg (rg) and kyb (y) for all pixels
b) and a function of controlling the neighboring image extracting unit 4 to the pixel value correcting unit 9 to calculate kl (l).
【0051】画素補正値記憶部11は、画素値補正制御
部10から受ける各画素補正値krg(rg),kyb(y
b),kl (l)をメモリ等に格納するものであり、画
素補正値最大最小値算出部12及び画素値正規化手段か
ら読出可能となっている。The pixel correction value storage unit 11 stores the pixel correction values krg (rg) and kyb (y) received from the pixel value correction control unit 10.
b) and kl (l) are stored in a memory or the like, and can be read from the pixel correction value maximum / minimum value calculation unit 12 and the pixel value normalization means.
【0052】画素補正値最大最小値算出部12は、画素
補正値記憶部11にて記憶された全ての画素補正値krg
(rg),kyb(yb),kl (l)のうち、最大値k
rgma x ,kybmax ,klmax と最小値krgmin ,kyb
min ,klmin とを算出して画素値正規化部13に与え
る機能をもっている。The pixel correction value maximum / minimum value calculation unit 12 calculates all the pixel correction values krg stored in the pixel correction value storage unit 11.
(Rg), kyb (yb), kl (l), the maximum value k
rg ma x, kyb max, kl max and the minimum value krg min, kyb
It has a function of calculating min and kl min and providing the calculated min and kl min to the pixel value normalizing unit 13.
【0053】画素値正規化部13は、画素補正値最大最
小値算出部12から受ける最大値krgmax ,kybmax ,
klmax 及び最小値krgmin ,kybmin ,klmin に基
づいて、画素値補正部9により算出された各画素の画素
補正値krg(rg),kyb(yb),kl (l)を出力
レンジの範囲内に正規化して夫々正規化変換値Vrg(r
g),Vyb(yb),Vl (l)を算出し、これら正規
化変換値Vrg(rg),Vyb(yb),Vl (l)を画
素値正規化制御部14に与える機能をもっている。The pixel value normalizing section 13 receives the maximum values krg max , kyb max ,
kl max and minimum value krg min, kyb min, based on the kl min, pixel correction value of each pixel calculated by the pixel value correcting unit 9 krg (rg), kyb ( yb), the output range of kl (l) Normalized within the range, and the respective normalized conversion values Vrg (r
g), Vyb (yb) and Vl (l) are calculated, and these normalized conversion values Vrg (rg), Vyb (yb) and Vl (l) are provided to the pixel value normalization control unit 14.
【0054】画素値正規化制御部14は、画素値正規化
部13から受ける正規化変換値Vrg(rg),Vyb(y
b),Vl (l)を画素値正規化変換値記憶部15に与
える機能と、全ての画素について正規化変換値Vrg(r
g),Vyb(yb),Vl (l)を算出するように画素
値正規化部13を制御する機能をもっている。The pixel value normalization control unit 14 receives the normalized conversion values Vrg (rg) and Vyb (y) received from the pixel value normalization unit 13.
b) and Vl (l) to the pixel value normalized conversion value storage unit 15, and a normalized conversion value Vrg (r) for all pixels.
g), Vyb (yb), and Vl (l).
【0055】画素値正規化変換値記憶部15は、画素値
正規化制御部14から受ける各正規化変換値Vrg(r
g),Vyb(yb),Vl (l)をメモリ等に格納する
ものであり、画像出力部16から読出可能となってい
る。The pixel value normalized conversion value storage unit 15 stores each normalized conversion value Vrg (r) received from the pixel value normalization control unit 14.
g), Vyb (yb), and Vl (l) are stored in a memory or the like, and can be read from the image output unit 16.
【0056】画像出力部16は、色度調整の場合、画素
値正規化変換値記憶部15にて記憶された各画素の正規
化変換値Vrg(rg),Vyb(yb),Vl (l)に基
づいて、画像全体を構成して出力する機能をもってい
る。In the case of chromaticity adjustment, the image output unit 16 normalizes the converted values Vrg (rg), Vyb (yb), and Vl (l) of each pixel stored in the pixel value normalized converted value storage unit 15. Has the function of composing and outputting the entire image based on the
【0057】また、輝度調整の場合、画像出力部16
は、画素値正規化変換値記憶部15にて記憶された各画
素の正規化変換値Vl*(l* )及び色空間変換部2によ
り得られた各色度値a* ,b* を均等色空間CIE−L
ABからrgb色空間に逆変換し、得られた逆変換結果
に基づいて、画像全体を構成して出力する機能をもって
いる。In the case of brightness adjustment, the image output unit 16
Is obtained by converting the normalized conversion value Vl * (l *) of each pixel stored in the pixel value normalized conversion value storage unit 15 and the chromaticity values a * and b * obtained by the color space conversion unit 2 into uniform colors. Space CIE-L
It has a function of performing an inverse conversion from AB to the rgb color space and forming and outputting the entire image based on the obtained inverse conversion result.
【0058】次に、以上のように構成されたカラー画像
画質改善装置によるカラー画像画質改善方法について図
2のフローチャートを用いて説明する。Next, a method for improving the image quality of a color image by the apparatus for improving the image quality of a color image configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.
【0059】まず、イメージセンサ、モニタカメラ、デ
ィジタルカメラ等の画像入力部1によりカラー画像を入
力する。このとき、入力画像の各画素値が取り得る変域
の下限をrL ,gL ,bL 、上限をrU ,gU ,bU と
表すものとする。なお、これら添字“L”と“U”と
は、変換後の色度値及び輝度値lについても同様に下限
及び上限を表すものとする。First, a color image is input by the image input unit 1 such as an image sensor, a monitor camera, or a digital camera. At this time, the lower limit of the domain that each pixel value of the input image can take is represented by r L , g L , b L , and the upper limit is represented by r U , g U , b U. Note that these suffixes “L” and “U” represent the lower limit and the upper limit for the converted chromaticity value and luminance value 1 in the same manner.
【0060】色空間変換部2は、色度調整の場合、画像
入力部にて入力されたカラー画像の全画素の画素値r,
g,bを次の(1)式〜(3)式に示すように、各画素
毎に各色度値rg,yb及び輝度値lに変換し(ST
1)、得られた各色度値rg,yb及び輝度値lを全体
平均算出部3に与える。In the case of chromaticity adjustment, the color space converter 2 adjusts the pixel values r, of all the pixels of the color image input by the image input unit.
g and b are converted into chromaticity values rg and yb and luminance values 1 for each pixel as shown in the following equations (1) to (3) (ST
1) The obtained chromaticity values rg, yb and luminance value 1 are given to the overall average calculation unit 3.
【0061】[0061]
【数1】 (Equation 1)
【0062】また色空間変換部2は、輝度調整の場合、
画像入力部にて入力されたカラー画像の全画素の画素値
r,g,bを均等色空間CIE−LAB上の各色度値a
* ,b* 及び輝度値l* に変換し、得られた輝度値l*
を全体平均算出部3に与える。但し、以後の輝度調整の
動作は、前述した通り、色度調整における輝度値lの演
算処理と同様なので、全体平均算出部3〜画像出力部1
6の途中までの間、色度調整における輝度値lの演算処
理に含めて述べる。すなわち、輝度調整の動作は、後述
する(6)式、(9)式、(12)式、(15)式、
(18)式、(21)式、(24)式、(27)式及び
(30)式などにおける輝度値l及びそれに基づく値l
mean,l1〜l8,lave ,αlposi ,αlnega ,
lL ,lU ,βlposi ,βlnega ,δlposi ,δl
nega ,kl (l),klmax ,klmin ,Vlmax ,
Vlmin 及びVl (l)を、輝度値l* 及びそれに基づ
く値l*mean ,l* 1〜l* 8,l*ave ,αl*posi,
αl*nega,l*L ,l*U ,βl*posi,βl*nega,δl*
posi,δl*nega,kl*(l* ),kl*max ,kl*min ,
Vl*max,Vl*min 及びVl*(l* )と置換したもので
ある。Further, the color space converter 2 adjusts
The pixel values r, g, and b of all pixels of the color image input by the image input unit are converted into chromaticity values a in the uniform color space CIE-LAB.
*, B * and luminance value l *, and the obtained luminance value l *
Is given to the overall average calculator 3. However, since the operation of the subsequent luminance adjustment is the same as the calculation processing of the luminance value 1 in the chromaticity adjustment as described above, the overall average calculation unit 3 to the image output unit 1
Until the middle of step 6, the description will be made including the calculation processing of the luminance value 1 in the chromaticity adjustment. That is, the operation of the brightness adjustment is performed by the following equations (6), (9), (12), (15),
The luminance value l and the value l based on it in the expressions (18), (21), (24), (27) and (30), etc.
mean , l1-l8, l ave , αl posi , αl nega ,
l L , l U , βl posi , βl nega , δl posi , δl
nega , kl (l), kl max , kl min , Vl max ,
Vl min and Vl (l) are represented by the luminance value l * and its values l * mean , l * 1 to l * 8, l * ave , αl * posi ,
αl * nega , l * L , l * U , βl * posi , βl * nega , δl *
posi , δl * nega , kl * (l *), kl * max , kl * min ,
Vl * max , Vl * min and Vl * (l *).
【0063】全体平均算出部3は、色空間変換部2にて
得られたカラー画像の全画素の各色度値rg,yb及び
輝度値lの各々を個別に加算し、加算結果を夫々全画素
数で除算して全体平均値rgmean,ybmean,lmeanを
算出し(ST2)、この全体平均値rgmean,y
bmean,lmeanを係数算出部6に与える。The overall average calculating section 3 individually adds each of the chromaticity values rg, yb and the luminance value l of all the pixels of the color image obtained by the color space converting section 2 and outputs the addition result to each of the pixels. By dividing by numbers, the overall average values rg mean , yb mean , and l mean are calculated (ST2), and the overall average values rg mean , y
b mean and l mean are given to the coefficient calculator 6.
【0064】近傍画像抽出部4は、色空間変換部2より
変換結果を受け取り、与えられた、あるいは適当に定め
られた画素数の近傍領域を抽出し、近傍画像とする(S
T3)。The neighborhood image extraction unit 4 receives the conversion result from the color space conversion unit 2, extracts a given or appropriately determined number of neighborhood regions, and sets it as a neighborhood image (S
T3).
【0065】近傍の最も単純な例は、注目する画素の8
近傍であり、図3に示すように、注目画素の色度値をr
gとし、注目画素の近傍における8個の色度値をそれぞ
れrg1〜rg8のいずれかの符号で表すものとする。
また、図4は画像全体と注目画素とその近傍画素との関
係を示す模式図である。なお、色度値yb及び輝度値l
についても図3と同様にそれぞれ色度値yb1〜yb
8、輝度値l1〜l8として表され、図4と同様の関係
にある。以下、近傍画素を8個とした例について説明す
る。The simplest example of the neighborhood is the pixel 8 of interest.
In the neighborhood, as shown in FIG.
g, and eight chromaticity values in the vicinity of the pixel of interest are represented by one of rg1 to rg8.
FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the entire image, the pixel of interest, and its neighboring pixels. Note that the chromaticity value yb and the luminance value l
, The chromaticity values yb1 to yb respectively as in FIG.
8, which are represented as luminance values 11 to 18 and have the same relationship as FIG. Hereinafter, an example in which the number of neighboring pixels is eight will be described.
【0066】近傍平均算出部5は、近傍画像抽出部4よ
り近傍画像を受け取り、次の(4)式〜(6)式に示す
ように、近傍画像の画素値を平均して近傍平均値rg
ave ,ybave ,lave を算出する(ST4)。The neighborhood average calculation section 5 receives the neighborhood image from the neighborhood image extraction section 4 and averages the pixel values of the neighborhood image as shown in the following equations (4) to (6) to obtain a neighborhood average value rg
ave , yb ave and l ave are calculated (ST4).
【0067】[0067]
【数2】 (Equation 2)
【0068】係数算出部6は、全体平均算出部3より全
体平均値rgmean,ybmean,lme anを受け取り、近傍
平均算出部5より近傍平均値rgave ,ybave ,l
ave を受け取り、次の(7)式〜(12)式に示すよう
に、それらの比を算出し(ST5)、ポジティブ画素値
補正係数αrgposi,αybposi,αlposi と、ネガティブ
画素値補正係数αrgnega,αybnega,αlnega とする。[0068] coefficient calculation section 6, the overall average calculator 3 average than overall value rg mean, yb mean, l receives me an,, near the average value from the neighboring average calculating unit 5 rg ave, yb ave, l
ave is received, and the ratio is calculated as shown in the following equations (7) to (12) (ST5), and the positive pixel value correction coefficients αrg posi , αyb posi , αl posi and the negative pixel value correction coefficient are calculated. αrg nega , αyb nega and αl nega .
【0069】[0069]
【数3】 (Equation 3)
【0070】ポジティブ画像画素値変量決定部7は、近
傍平均算出部5により算出された近傍平均値rgave ,
ybave ,lave と、係数算出部6により算出された係
数αrgposi,αybposi,αlposi とに基づいて、次の
(13)式〜(15)式に示すように、変換画像の画素
値下限値rgL ,ybL ,lL の差を算出したものに画
素値補正係数αrgposi,αybposi,αlposi を乗じて適
当な定数βrgposi,βyb posi,βlposi を加え、ポジテ
ィブ画像画素値変量δrgposi,δybposi,δlpos i とす
る(ST6)。The positive image pixel value variable determining unit 7 determines
The neighborhood average value rg calculated by the neighborhood average calculation unit 5ave,
ybave, LaveAnd the coefficient calculated by the coefficient calculator 6
Number αrgposi, Αybposi, Αlposi And based on the following
As shown in Expressions (13) to (15), the pixels of the converted image
Value lower limit rgL, YbL, LLIs calculated by calculating the difference between
Raw value correction coefficient αrgposi, Αybposi, Αlposi Multiplied by
A proper constant βrgposi, Βyb posi, Βlposi And add
Live image pixel value variable δrgposi, Δybposi, Δlpos i Toss
(ST6).
【0071】 δrgposi=αrgposi(rgave −rgL )+βrgposi …(13) δybposi=αybposi(ybave −ybL )+βybposi …(14) δlposi =αlposi (lave −lL )+βlposi …(15) ネガティブ画像画素値変量決定部8は、近傍平均算出部
5により算出された近傍平均値rgave ,ybave ,l
ave と、係数算出部6により算出された係数αrgnega,
αybnega,αlnega とに基づいて、次の(16)式〜
(18)式に示すように、変換画像の画素値上限値rg
U ,ybU ,lU との差を算出したものに画素値補正係
数αrgnega,αybnega,αlnega を乗じて適当な定数β
rgnega,βybnega,βlnega を加え、ネガティブ画像画
素値変量δrgnega,δybnega,δln ega とする(ST
7)。Δrg posi = αrg posi (rg ave− rg L ) + βrg posi (13) δyb posi = αyb posi (yb ave− yb L ) + βyb posi (14) δl posi = αl posi (l ave− l L) ) + Βl posi (15) The negative image pixel value variable determination unit 8 calculates the neighborhood average values rg ave , yb ave , l calculated by the neighborhood average calculation unit 5.
ave and the coefficient αrg nega calculated by the coefficient calculation unit 6,
Based on αyb nega and αl nega , the following equation (16)
As shown in equation (18), the pixel value upper limit rg of the converted image
U, yb U, pixel values obtained by calculating the difference between the l U correction coefficient αrg nega, αyb nega, appropriate constant multiplied by the .alpha.l nega beta
rg nega, βyb nega, βl nega added, negative image pixel value variable [Delta] rg nega,? YB nega, and δl n ega (ST
7).
【0072】 δrgnega=αrgnega(rgU −rgave )+βrgnega …(16) δybnega=αybnega(ybU −ybave )+βybnega …(17) δlnega =αlnega (lU −lave )+βlnega …(18) 画素値補正部9は、ポジティブ画像画素値変量決定部7
よりポジティブ画像画素値変量δrgposi,δybposi,δ
lposi を受け取り、ネガティブ画像画素値変量決定部8
よりネガティブ画像画素値変量δrgnega,δybnega,δ
lnega を受け取り、次の(19)式〜(21)式に示す
ように、注目画素の色度値rg,yb並びに輝度値lか
ら画素値下限値rgL ,ybL ,lL を差し引いた値に
ポジティブ画像画素値変量δrgposi,δybposi,δl
posi を加えてポジティブ画像画素値補正値を求め、ま
た画素値上限値rgU ,ybU ,lU から注目画素の色
度値rg,yb並びに輝度値lを差し引いた値にネガテ
ィブ画像画素変量δrgnega,δybnega,δlnega を加え
てネガティブ画像画素値補正値を求め、ポジティブ画像
画素値補正値をネガティブ画像画素値補正値で割って比
を求め、さらにその比の対数(自然対数)を算出し、画
素補正値krg(rg),kyb(yb),kl (l)とす
る(ST8)。[0072] δrg nega = αrg nega (rg U -rg ave) + βrg nega ... (16) δyb nega = αyb nega (yb U -yb ave) + βyb nega ... (17) δl nega = αl nega (l U -l ave ) + Βl nega (18) The pixel value correction section 9 is a positive image pixel value variable determination section 7
More positive image pixel value variables δrg posi , δyb posi , δ
l Posi received, negative image pixel value variable determination unit 8
More negative image pixel value variables δrg nega , δyb nega , δ
receive l nega, as shown in the following (19) to (21), the chromaticity value rg of the pixel of interest, yb and luminance value pixel values lower from l values rg L, yb L, minus l L The values are positive image pixel value variables δrg posi , δyb posi , δl
Posi is added to obtain a positive image pixel value correction value, and a negative image pixel variable δrg is obtained by subtracting the chromaticity values rg, yb and the luminance value l of the pixel of interest from the pixel value upper limit values rg U , yb U , and L U. nega , δyb nega , δl nega are added to obtain a negative image pixel value correction value, a positive image pixel value correction value is divided by a negative image pixel value correction value to obtain a ratio, and a logarithm (natural logarithm) of the ratio is calculated. Then, pixel correction values krg (rg), kyb (yb), and kl (l) are set (ST8).
【0073】[0073]
【数4】 (Equation 4)
【0074】画素値補正制御部10は、入力画像の全画
素について、画素補正値krg(rg),kyb(yb),
kl (l)を算出するように画素値補正部9等を制御す
る。The pixel value correction control unit 10 controls the pixel correction values krg (rg), kyb (yb), kyb (yb) for all the pixels of the input image.
The pixel value correction unit 9 and the like are controlled so as to calculate kl (l).
【0075】画素補正値記憶部11は、全画素について
画素値補正制御部10から全画素の画素補正値krg(r
g),kyb(yb),kl (l)を受け取り、メモリ等
に格納する。The pixel correction value storage unit 11 stores the pixel correction values krg (r) for all the pixels from the pixel value correction control unit 10 for all the pixels.
g), kyb (yb), and kl (l) are received and stored in a memory or the like.
【0076】画素補正値最大最小値算出部12は、画素
値補正記憶部10から全画素の画素補正値krg(r
g),kyb(yb),kl (l)を読み出し、次の(2
2)式〜(27)式に示すように、それらの最大値krg
max ,kybmax ,klmax 、最小値krgmin ,ky
bmin ,klmin を算出する。The pixel correction value maximum / minimum value calculation unit 12 stores the pixel correction values krg (r
g), kyb (yb), and kl (l) are read, and the next (2)
2) As shown in equations (27), their maximum value krg
max , kyb max , kl max , minimum value krg min , ky
Calculate b min and kl min .
【0077】 krgmax =max(krg(rg0 ),krg(rg1 ),…,krg(rgn )) …(22) kybmax =max(kyb(yb0 ),kyb(yb1 ),…,kyb(ybn )) …(23) klmax =max(kl (l0 ),kl (l1 ),…,kl (ln )) …(24) krgmin =min(krg(rg0 ),krg(rg1 ),…,krg(rgn )) …(25) kybmin =min(kyb(yb0 ),kyb(yb1 ),…,kyb(ybn )) …(26) klmin =min(kl (l0 ),kl (l1 ),…,kl (ln )) …(27) 但し、nは全画素数である。Krg max = max (krg (rg 0 ), krg (rg 1 ),..., Krg (rg n )) (22) kyb max = max (kyb (yb 0 ), kyb (yb 1 ),. , Kyb (yb n )) (23) kl max = max (kl (l 0 ), kl (l 1 ),..., Kl (l n )) (24) krg min = min (krg (rg 0 )) , Krg (rg 1 ),..., Krg (rg n )) (25) kyb min = min (kyb (yb 0 ), kyb (yb 1 ),..., Kyb (yb n )) (26) kl min = Min (kl (l 0 ), kl (l 1 ),..., Kl (l n )) (27) where n is the total number of pixels.
【0078】画素値正規化部13は、画素補正値記憶部
11より画素補正値を読み出し、出力レンジの最大値V
rgmax ,Vybmax ,Vlmax 、最小値Vrgmin ,Vyb
min ,Vlmin に対して、画素補正値krg(rg),k
yb(yb),kl (l)を次の(28)式〜(30)式
に示すように正規化変換する(ST9)。The pixel value normalizing section 13 reads the pixel correction value from the pixel correction value storage section 11 and outputs the maximum value V of the output range.
rg max , Vyb max , Vl max , minimum values Vrg min , Vyb
min, relative Vl min, pixel correction value krg (rg), k
yb (yb) and kl (l) are normalized and transformed as shown in the following equations (28) to (30) (ST9).
【0079】[0079]
【数5】 (Equation 5)
【0080】画素値変換制御部13は、入力画像の全画
素について、画素値正規化部13によって画素値変換値
Vrg(rg),Vyb(yb),Vl (l)を算出する。The pixel value conversion control unit 13 calculates pixel value conversion values Vrg (rg), Vyb (yb), and Vl (l) for all pixels of the input image by the pixel value normalization unit 13.
【0081】画素値正規化変換値記憶部15は、全画素
について画素値正規化制御部14から全画素の画素値変
換値Vrg(rg),Vyb(yb),Vl (l)を受け取
り、格納する。The pixel value normalized conversion value storage unit 15 receives and stores the pixel value conversion values Vrg (rg), Vyb (yb), Vl (l) of all pixels from the pixel value normalization control unit 14 for all pixels. I do.
【0082】画像出力部16は、色度調整の場合、画素
値正規化変換値記憶部15から各画素の画素値変換値V
rg(rg),Vyb(yb),Vl (l)を受け取り、画
像全体を構成して出力する。In the case of chromaticity adjustment, the image output unit 16 stores the pixel value conversion value V of each pixel from the pixel value normalization conversion value storage unit 15.
rg (rg), Vyb (yb), and Vl (l) are received, and the whole image is constructed and output.
【0083】また、輝度調整の場合、画像出力部16
は、画素値正規化変換値記憶部15にて記憶された各画
素の正規化変換値Vl*(l* )及び色空間変換部2によ
り得られた各色度値a* ,b* を均等色空間CIE−L
ABからrgb色空間に逆変換し、得られた逆変換結果
に基づいて、画像全体を構成して出力する。In the case of brightness adjustment, the image output unit 16
Is obtained by converting the normalized conversion value Vl * (l *) of each pixel stored in the pixel value normalized conversion value storage unit 15 and the chromaticity values a * and b * obtained by the color space conversion unit 2 into uniform colors. Space CIE-L
Inverse conversion is performed from AB to rgb color space, and the entire image is constructed and output based on the obtained inverse conversion result.
【0084】(評価)次に、このような画質改善方法に
より、カラー画像の画質がどのように改善されるかにつ
いて輝度調整(図5,図6の手法1)及び色度調整(図
7,図8の手法2)の順に述べる。(Evaluation) Next, as to how the image quality of a color image is improved by such an image quality improvement method, luminance adjustment (method 1 in FIG. 5 and FIG. 6) and chromaticity adjustment (FIG. This will be described in the order of the method 2) in FIG.
【0085】図5(a)は前面に立像を有する建築物が
撮像された画質改善前の元画像を示す図である。この元
画像は、薄暮の中、建築物内で照明を点しているため、
暗部が真っ暗になり、明部がとても明るく見えている。FIG. 5A is a diagram showing an original image of a building having a standing image on the front surface before image quality improvement. Because the original image is lit in a building during twilight,
The dark part is completely dark, and the light part looks very bright.
【0086】一方、本実施形態による画質改善後の画像
は、図5(b)に示すように、輝度値l* の調整によ
り、元画像とは異なり、暗がりに紛れて視認できなかっ
た建築物や立像の細かい凹凸形状を明瞭に目視でき、暗
部の視認性が向上されている。On the other hand, the image after the image quality improvement according to the present embodiment is different from the original image due to the adjustment of the luminance value l *, as shown in FIG. And the fine irregularities of the standing image can be clearly seen, and the visibility of the dark part is improved.
【0087】図5(c)は前面に噴水広場を有する塔が
撮像された画質改善前の元画像を示す図である。この元
画像は、昼間の晴天時に撮像されており、中央の塔や周
囲の緑の部分が暗くなっており、噴水の水飛沫が明るく
光を反射している。FIG. 5 (c) is a view showing an original image before image quality improvement in which a tower having a fountain square in the front is imaged. This original image is imaged during fine daylight, with the central tower and surrounding green parts being dark, and the water fountain splashing light to reflect light.
【0088】一方、本実施形態による画質改善後の画像
は、図5(d)に示すように、輝度値l* の調整によ
り、元画像とは異なり、塔の構造や緑の木立の葉が明確
になり、さらに噴水の水飛沫の細い線まで明瞭に視認す
ることができる。すなわち、本実施形態の輝度調整によ
り、図5(d)は自然な感じを保ちながら細部まで明瞭
に目視可能な明るい感じの画像に画質改善されている。On the other hand, the image after the image quality improvement according to the present embodiment differs from the original image by adjusting the luminance value l *, as shown in FIG. It becomes clear, and even the fine lines of the fountain can be clearly seen. That is, by the luminance adjustment of the present embodiment, the image quality is improved in FIG. 5D into a bright image in which details can be clearly seen while maintaining a natural feeling.
【0089】次に、図5に示した寒色系の例に代えて、
暖色系の例を図6を用いて説明する。Next, instead of the example of the cool color system shown in FIG.
An example of a warm color system will be described with reference to FIG.
【0090】図6(a)は医用画像の一種である眼底写
真の画質改善前の元画像を示す図である。この元画像
は、太い血管が明瞭に見えるものの、細かい血管にやや
視認しにくい箇所がある。FIG. 6A is a diagram showing an original image of a fundus photograph, which is a kind of medical image, before image quality improvement. In the original image, although thick blood vessels are clearly visible, there are portions where the small blood vessels are slightly difficult to visually recognize.
【0091】一方、本実施形態による画質改善後の画像
は、図6(b)に示すように、輝度値l* の調整によ
り、元画像とは異なり、色味を損なわずに、細かい血管
や中央部の明部がより明確となっている。On the other hand, the image after the image quality improvement according to the present embodiment is different from the original image by adjusting the luminance value l *, as shown in FIG. The bright part in the center is clearer.
【0092】図6(c)は前面に2人の人物がいる町中
の風景が撮像された画質改善前の元画像を示す図であ
る。この元画像は、背後のハイライト部に比べ、前面の
被写体(人物)が暗く見づらくなっている。FIG. 6 (c) is a diagram showing an original image before image quality improvement in which a scene of a town having two persons in front is captured. In the original image, the subject (person) on the front surface is dark and hard to see as compared with the highlight portion behind it.
【0093】一方、本実施形態による画質改善後の画像
は、図6(d)に示すように、輝度値l* の調整によ
り、元画像とは異なり、暗かった被写体の人物が明確と
なり、肌の色も認識でき、暗部の視認性が向上されると
共に、明るかった背後の構造物も一層明確となるように
改善されている。On the other hand, the image after the image quality improvement according to the present embodiment is different from the original image by the adjustment of the luminance value l *, as shown in FIG. Can be recognized, the visibility of the dark area is improved, and the structure behind the bright area is improved so as to be clearer.
【0094】次に、均等色空間CIE−LABによる輝
度値l* の調整に代え、色度値rg,yb及び輝度値l
により、色度を調整した場合の効果について述べる。な
お、前述した図5及び図6の輝度調整が可能な限り色味
を変えずに画質を改善したのに対し、この色度の調整
は、色味を積極的に変えて画質を改善している。このた
め、色度の調整手法は、輝度調整の手法とは単純に比較
しにくいので、カラー強調手法として最も良く用いら
れ、且つ強力であるといわれる周知のヒストグラム平坦
化による処理結果と比較しながら説明する。Next, instead of adjusting the luminance value l * using the uniform color space CIE-LAB, the chromaticity values rg, yb and the luminance value l * are adjusted.
The effect when the chromaticity is adjusted will be described. While the brightness adjustment of FIGS. 5 and 6 described above improved the image quality without changing the tint as much as possible, the adjustment of the chromaticity improved the image quality by positively changing the tint. I have. For this reason, the chromaticity adjustment method is simply difficult to compare with the luminance adjustment method, and is compared with the well-known processing result by histogram flattening, which is most often used as a color enhancement method and is said to be powerful. explain.
【0095】図7(a)は屋外で大仏像が撮像された画
質改善前の元画像を示す図である。この元画像は、全体
的にもやがかかってぼやけた感じを有し、且つ低い解像
度のものである。FIG. 7A is a diagram showing an original image of a large Buddha image taken outside before image quality improvement. The original image has a low-resolution image with a hazy and blurred feel as a whole.
【0096】図7(b)は周知のヒストグラム平坦化処
理による画質改善後の画像を示しており、夫々の色味が
過度に明確に強くなると共に、大仏像周辺部や、空など
で偽の輪郭が明らかに認められる。この偽の輪郭は、元
画像の雰囲気を完全に逸脱して、過度に強調が施された
ために起こる現象である。FIG. 7 (b) shows an image after the image quality has been improved by the well-known histogram flattening process. Each color becomes excessively clear and strong, and a false image is formed around the Great Buddha image or in the sky. The contour is clearly visible. This false contour is a phenomenon that occurs due to excessive emphasis that completely deviates from the atmosphere of the original image.
【0097】一方、本実施形態による画質改善後の画像
は、図7(c)に示すように、色度値rg,ybの調整
により、周知のヒストグラム強調手法とは異なり、元画
像の雰囲気を保ちながらも各色を確実に強調することが
できると共に、偽輪郭をどこにも発生させていない。On the other hand, as shown in FIG. 7 (c), the image after the image quality improvement according to the present embodiment is different from the well-known histogram emphasizing method by adjusting the chromaticity values rg and yb to change the atmosphere of the original image. Each color can be surely emphasized while maintaining the same, and no false contour is generated anywhere.
【0098】次に、図8(a)は都会の夜の道路状況が
撮像された画質改善前の元画像を示す図である。この元
画像は、街灯や車のテールランプの影響により、赤被り
が見られる。Next, FIG. 8A is a diagram showing an original image before the image quality improvement, in which the road conditions at night in a city are imaged. This original image has a red cast due to the influence of street lights and car tail lamps.
【0099】図8(b)は周知のヒストグラム平坦化処
理による画質改善後の画像を示しており、赤被りの赤み
がさらに強調され、且つ全体に過剰な強調がなされてお
り、かえって画質を劣化させている。FIG. 8B shows an image after the image quality has been improved by the well-known histogram flattening process. The reddishness of the red cast is further enhanced, and the entire image is excessively enhanced. Let me.
【0100】一方、本実施形態による画質改善後の画像
は、図8(c)に示すように、赤被りの赤みが除去さ
れ、明らかに視認性が向上されている。On the other hand, in the image after the image quality improvement according to the present embodiment, as shown in FIG. 8C, the reddishness of the red cast is removed, and the visibility is clearly improved.
【0101】このような輝度調整と色度調整という両方
式は、夫々異なる性質を持ちつつ、いずれも元の画像の
雰囲気を保ちながら自然に画質を改善させることができ
る。このような効果は、従来の純粋に工学的な手法では
実現困難であるが、本発明の手法が人間の生理学的な視
覚機構をうまく組込んで人間にとって自然な感覚で色を
強調することにより、得ることができる。また、両方式
とも、局所的及び大域的なコントラストの強調が人間の
色覚に応じて行なわれており、画像データの実質的な利
用度が向上され、高細密なカラー画像が実現されてい
る。The above two methods of luminance adjustment and chromaticity adjustment have different characteristics, and both can naturally improve the image quality while maintaining the atmosphere of the original image. Such effects are difficult to achieve with conventional purely engineering methods, but the method of the present invention incorporates human physiological visual mechanisms to enhance colors in a natural way for humans. ,Obtainable. In both methods, local and global contrast enhancement is performed in accordance with human color vision, and substantial utilization of image data is improved, and a high-definition color image is realized.
【0102】上述したように第1の実施の形態によれ
ば、色度(rg,ybや輝度値l)の調整処理及び輝度
(l* )の調整処理に関し夫々、入力された画像の色度
値rg,ybや輝度値l,l* の分布特性を事前に仮定
することなしに、入力された画像の全体平均値r
gmean,ybmean,lmean,l*mean を求めることによ
り、局所的な色度値rg1〜rgi,yb1〜ybi及
び輝度値l1〜li,l* 1〜l* iの分布に適応して
コントラストを強調する度合いを、各画素近傍での処理
のみで調節することができるので、利用者の判断を要せ
ずに簡単な計算により、カラー画像の画質を向上させる
ことができる。As described above, according to the first embodiment, the chromaticity (rg, yb and luminance value l) adjustment processing and the luminance (l *) adjustment processing are performed on the chromaticity of the input image, respectively. Without assuming in advance the distribution characteristics of the values rg, yb and the luminance values l, l *, the overall average value r of the input image
By calculating g mean , yb mean , l mean , and l * mean , it is adapted to the distribution of local chromaticity values rg1 to rgi, yb1 to ybi and luminance values l1 to li, l * 1 to l * i. Since the degree of enhancing the contrast can be adjusted only by the processing in the vicinity of each pixel, the image quality of the color image can be improved by a simple calculation without requiring the user's judgment.
【0103】また、局所的及び大域的なコントラストの
強調を人間の色覚に応じて行なうことにより、画像デー
タの実質的な利用度を高め、高細密なカラー画像を実現
させることができる。Further, by emphasizing local and global contrasts in accordance with human color vision, the degree of practical use of image data can be increased and a high-definition color image can be realized.
【0104】具体的には、入力された原画像から、その
各画素の近傍でのコントラストを改善したシャープな画
像を得ることができる。例えば撮像素子からの輝度信号
を高精度高分解能に補正したり、コントラストの悪い画
像データの画質を改善することができる。Specifically, a sharp image with improved contrast near each pixel can be obtained from the input original image. For example, it is possible to correct the luminance signal from the image sensor with high precision and high resolution, and to improve the image quality of image data with low contrast.
【0105】また、色度値rg、ybにより色度を調整
することにより、人間の色覚に合った自然な色合いを実
現することができる。Further, by adjusting the chromaticity according to the chromaticity values rg and yb, it is possible to realize a natural color tone suitable for human color perception.
【0106】さらに、本実施形態は、輝度調整と色度調
整とで画素値を変換する色空間を変えているので、調整
内容に応じてより最適な画質の改善を達成することがで
きる。例えば、輝度調整においては、画素値rgbを、
精密でより色度と輝度との独立性の高い均等色空間CI
E−LAB上に変換し、そこで輝度軸に対して逆S字型
手法を適用するので、カラー画像の輝度に関して著しく
画質を改善することができる。Further, in this embodiment, since the color space for converting the pixel value is changed between the luminance adjustment and the chromaticity adjustment, it is possible to achieve more optimal improvement of the image quality according to the contents of the adjustment. For example, in the brightness adjustment, the pixel value rgb is
Uniform color space CI that is precise and highly independent of chromaticity and luminance
The conversion into E-LAB, where the inverse S-shaped method is applied to the luminance axis, can significantly improve the image quality with respect to the luminance of the color image.
【0107】また、色度調整においては、画素値rgb
を、人間の色覚機構に基づく色空間上に変換し、そこで
(r−g)軸及び(y−b)軸に対して逆S字型手法を
適用するので、カラー画像の色度に関して著しく画質を
改善することができる。In the chromaticity adjustment, the pixel value rgb
Is converted to a color space based on the human color vision mechanism, and the inverse S-shape method is applied to the (rg) axis and the (yb) axis. Can be improved.
【0108】(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カラー画像画質改善装置の構成を示
すブロック図であり、図1と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分につ
いてのみ述べる。(Second Embodiment) FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a color image quality improving apparatus according to an embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and only different parts will be described.
【0109】すなわち、本実施の形態は、第1の実施形
態の処理に加え、平均輝度と表示系の輝度中心とを対応
付け、且つ平均色度と表示系の色度中心を対応付けて夫
々正規化することにより画像全体のコントラストの改善
を図るものである。具体的には図9に示すように、画素
値正規化部13乃至画像出力部16に代えて、全体平均
補正値算出部20、画素補正値変換部21、画素補正値
変換制御部22、画素補正値変換値記憶部23及び正規
化画像出力部24を備えている。That is, in the present embodiment, in addition to the processing of the first embodiment, the average luminance is associated with the luminance center of the display system, and the average chromaticity is associated with the chromaticity center of the display system. The normalization is intended to improve the contrast of the entire image. Specifically, as shown in FIG. 9, instead of the pixel value normalizing unit 13 to the image output unit 16, a whole average correction value calculation unit 20, a pixel correction value conversion unit 21, a pixel correction value conversion control unit 22, A correction value conversion value storage unit 23 and a normalized image output unit 24 are provided.
【0110】なお、前述同様に、輝度調整の輝度値l*
の処理は、色度調整における輝度値lの演算処理と同様
なので、全体平均算出部3〜正規化画像出力部24の途
中までの間、色度調整における輝度値lの演算処理に含
めて述べる。すなわち、輝度調整の動作は、前述した各
式に加え、後述する(33)式、(38)式及び(3
9)式などにおける輝度値l及びそれに基づく値
lmean,αlposi ,αlnega ,lL ,lU ,δlposi ,
δlnega ,kl (l),klmax ,klmin ,Vlmax,
Vlmin 及びVl (l)を、輝度値l* 及びそれに基づ
く値l*mean ,αl*po si,αl*nega,δl*posi,δl*
nega,kl*(l* ),kl*max ,kl*min ,Vl* max ,
Vl*min 及びVl*(l* )と置換したものである。As described above, the luminance value l * of the luminance adjustment is used.
Is the same as the calculation process of the luminance value 1 in the chromaticity adjustment
Therefore, the process from the overall average calculation unit 3 to the normalized image output unit 24
In the middle, it is included in the calculation process of the luminance value 1 in the chromaticity adjustment.
I will tell you. In other words, the operation of the brightness adjustment
In addition to the equations, the equations (33), (38) and (3)
9) Luminance value l in equation and the like and value based on it
lmean, Αlposi , Αlnega , LL, LU, Δlposi ,
δlnega , Kl (l), klmax , Klmin , Vlmax,
Vlmin And Vl (l) are calculated based on the luminance value l * and the luminance value l *.
Value l *mean , Αl *po si, Αl *nega, Δl *posi, Δl *
nega, Kl * (l *), kl *max, Kl *min, Vl * max,
Vl *minAnd Vl * (l *).
【0111】ここで、全体平均補正値算出部20は、全
体平均算出部3により算出された全体平均値rgmean,
ybmean,lmean及び係数算出部6により算出された係
数αrgposi,αybposi,αlposi ,αrgnega,αy
bnega,αlnega に基づいて、全体平均値rgmean,y
bmean,lmeanの補正値krg(rgmean),kyb(yb
mean),kl (lmean)を算出し、この補正値krg(r
gmean),kyb(ybmean),kl (lmean)を画素補
正値変換部21に与える機能をもっている。Here, the overall average correction value calculating section 20 calculates the overall average values rg mean ,
yb mean , l mean and coefficients αrg posi , αyb posi , αl posi , αrg nega , αy calculated by the coefficient calculator 6
On the basis of b nega and αl nega , the overall average value RG mean , y
b mean , l mean correction values krg (rg mean ), kyb (yb
mean ), kl (l mean ) are calculated, and the correction value krg (r
g mean ), kyb (yb mean ), and kl (l mean ) are provided to the pixel correction value converter 21.
【0112】画素補正値変換部21は、画素値補正部9
により算出された各画素の画素補正値krg(rg),k
yb(yb),kl (l)と全体平均補正値算出部20に
より算出された補正値krg(rgmean),kyb(yb
mean),kl (lmean)との大小関係を比較し、比較結
果に応じて変換を行う変換機能をもっている。The pixel correction value conversion unit 21
Pixel correction value krg (rg), k of each pixel calculated by
yb (yb), kl (l) and the correction values krg (rg mean ), kyb (yb) calculated by the overall average correction value calculator 20
It has a conversion function of comparing magnitude relations with mean ) and kl (l mean ) and performing a conversion according to the comparison result.
【0113】この変換機能は、色度値rgを例に挙げる
と、krg(rg)<krg(rgmean)のときには画素補
正値krg(rg)を出力レンジ範囲内の中間値Vrgmid
より小さい出力レンジ区間へ線形変換し、krg(rg)
=krg(rgmean)のときには画素補正値krg(rg)
を出力レンジ範囲内の中間値Vrgmid へ線形変換し、k
rg(rg)>krg(rgmean)のときには画素補正値k
rg(rg)を出力レンジ範囲内の中間値Vrgmid より大
きい出力レンジ区間へ線形変換する(kyb(y
bmean),kl (lmean)も夫々同様に比較・線形変換
する)ものである。This conversion function takes the chromaticity value rg as an example, and when krg (rg) <krg (rg mean ), the pixel correction value krg (rg) is set to the intermediate value Vrg mid in the output range.
Linearly converted to a smaller output range section, krg (rg)
= Krg (rg mean ), the pixel correction value krg (rg)
Is linearly converted to an intermediate value Vrg mid within the output range, and k
pixel correction value k at the time of rg (rg)> krg (rg mean)
rg (rg) is linearly converted to an output range section larger than the intermediate value Vrg mid in the output range range (kyb (y
b mean ) and kl (l mean ) are similarly subjected to comparison and linear conversion).
【0114】画素値補正値変換部21は、この変換機能
により、各画素補正値krg(rg),kyb(yb),k
l (l)を出力レンジの範囲内に正規化して正規化変換
値Vrg(rg),Vyb(yb),Vl (l)を算出する
ものであり、正規化変換値Vrg(rg),Vyb(y
b),Vl (l)を画素補正値変換制御部22に与える
機能をもっている。The pixel value correction value conversion unit 21 uses this conversion function to convert each pixel correction value krg (rg), kyb (yb), k
l (l) is normalized within the range of the output range to calculate normalized conversion values Vrg (rg), Vyb (yb), Vl (l), and the normalized conversion values Vrg (rg), Vyb ( y
b) and Vl (l) to the pixel correction value conversion control unit 22.
【0115】画素補正値変換制御部22は、画素補正値
変換部21から受ける正規化変換値Vrg(rg),Vyb
(yb),Vl (l)を画素補正値変換値記憶部23に
与える機能と、全ての画素について正規化変換値Vrg
(rg),Vyb(yb),Vl(l)を算出するように
画素補正値変換部21を制御する機能をもっている。The pixel correction value conversion control unit 22 receives the normalized conversion values Vrg (rg), Vyb received from the pixel correction value conversion unit 21.
(Yb), Vl (l) to the pixel correction value conversion value storage unit 23, and the normalized conversion value Vrg for all pixels
(Rg), Vyb (yb), and Vl (l).
【0116】画素補正値変換値記憶部23は、画素補正
値変換制御部22から受ける各正規化変換値Vrg(r
g),Vyb(yb),Vl (l)をメモリ等に格納する
ものであり、正規化画像出力部24から読出可能となっ
ている。The pixel correction value conversion value storage unit 23 stores each normalized conversion value Vrg (r) received from the pixel correction value conversion control unit 22.
g), Vyb (yb), and Vl (l) are stored in a memory or the like, and can be read from the normalized image output unit 24.
【0117】正規化画像出力部24は、色度調整の場
合、画素補正値変換値記憶部23にて記憶された各画素
の正規化変換値Vrg(rg),Vyb(yb),Vl
(l)に基づいて、画像全体を構成して出力する機能を
もっている。In the case of chromaticity adjustment, the normalized image output unit 24 converts the normalized conversion values Vrg (rg), Vyb (yb), Vl of each pixel stored in the pixel correction value conversion value storage unit 23.
It has the function of composing and outputting the entire image based on (l).
【0118】また、輝度調整の場合、正規化画像出力部
24は、画素補正値変換値記憶部23にて記憶された各
画素の正規化変換値Vl*(l* )及び色空間変換部2に
より得られた各色度値a* ,b* を均等色空間CIE−
LABからrgb色空間に逆変換し、得られた逆変換結
果に基づいて、画像全体を構成して出力する機能をもっ
ている。In the case of luminance adjustment, the normalized image output unit 24 outputs the normalized conversion value Vl * (l *) of each pixel stored in the pixel correction value conversion value storage unit 23 and the color space conversion unit 2. Are converted into uniform color space CIE-
It has a function of performing an inverse conversion from the LAB to the rgb color space and constructing and outputting the entire image based on the obtained inverse conversion result.
【0119】次に、このように構成されたカラー画像画
質改善装置によるカラー画像画質改善方法について図1
0のフローチャートを用いて説明する。Next, a color image quality improving method by the color image quality improving apparatus thus configured will be described with reference to FIG.
0 will be described.
【0120】いま、前述同様に、画像入力部1乃至画素
補正値最大最小値算出部12までの処理が終了したとす
る(ST1〜ST8)。It is now assumed that the processes from the image input unit 1 to the pixel correction value maximum / minimum value calculation unit 12 have been completed (ST1 to ST8).
【0121】全体平均補正値算出部20は、全体平均算
出部3により算出された全体平均値rgmean,y
bmean,lmeanなどに基づいて、前述した(19)式〜
(21)式を用い、全体平均値rgmean,ybmean,l
meanの補正値krg(rgmean),kyb(ybmean),k
l (lmean)を算出して画素補正値変換部21に与え
る。The overall average correction value calculating section 20 calculates the overall average value rg mean , y calculated by the overall average calculating section 3.
Based on b mean , l mean, etc.
Using equation (21), the overall average value rg mean , yb mean , l
mean correction values krg (rg mean ), kyb (yb mean ), k
Calculate l (l mean ) and give it to the pixel correction value converter 21.
【0122】画素補正値変換部21は、この補正値krg
(rgmean),kyb(ybmean),kl (lmean)を受
け取り、画素補正値記憶部20より画素補正値krg(r
g),kyb(yb),kl (l)を読み出す。また、次
の(31)式〜(33)式に示すように、出力レンジの
最大値Vrgmax ,Vybmax ,Vlmax 、最小値Vr
gmi n ,Vybmin ,Vlmin に対して、それぞれ中間値
Vrgmid ,Vybmid ,Vlmidを算出する(ST20)。The pixel correction value converter 21 calculates the correction value krg
(Rg mean ), kyb (yb mean ), and kl (l mean ), and the pixel correction value krg (r
g), kyb (yb), and kl (l) are read. Further, as shown in the following equations (31) to (33), the maximum values Vrg max , Vyb max , Vl max and the minimum value Vr of the output range are obtained.
g mi n, Vyb min, relative Vl min, intermediate value Vrg mid respectively, Vyb mid, calculates the Vl mid (ST20).
【0123】[0123]
【数6】 (Equation 6)
【0124】次いで、全体平均値rgmean,ybmean,
lmeanを中間値Vrgmid ,Vybmid,Vlmid に対応さ
せるように、画素補正値krg(rg),kyb(yb),
kl(l)を次の(34)式〜(39)式のように線形
変換する(ST21)。Next, the overall average values rg mean , yb mean ,
l mean intermediate values Vrg mid, Vyb mid, so as to correspond to Vl mid, pixel correction value krg (rg), kyb (yb ),
kl (l) is linearly transformed as in the following equations (34) to (39) (ST21).
【0125】[0125]
【数7】 (Equation 7)
【0126】[0126]
【数8】 (Equation 8)
【0127】画素補正値変換制御部22は、入力画像の
全画素について、画素補正値変換値Vrg(rg),Vyb
(yb),Vl (l)を算出するように画素補正値変換
部21を制御する。The pixel correction value conversion control unit 22 calculates pixel correction value conversion values Vrg (rg), Vyb for all pixels of the input image.
The pixel correction value converter 21 is controlled so as to calculate (yb) and Vl (l).
【0128】画素補正値変換値記憶部23は、全画素に
ついて画素補正値変換制御部22から全画素の画素補正
値変換値Vrg(rg),Vyb(yb),Vl (l)を受
け取り、メモリ等に格納する。The pixel correction value conversion value storage unit 23 receives the pixel correction value conversion values Vrg (rg), Vyb (yb), Vl (l) of all pixels from the pixel correction value conversion control unit 22 for all pixels, and And so on.
【0129】正規化画像出力部24は、色度調整の場
合、画素補正値変換値記憶部23から各画素の画素補正
値変換値Vrg(rg),Vyb(yb),Vl (l)を読
み出し、画像全体を構成して出力する。In the case of chromaticity adjustment, the normalized image output unit 24 reads the pixel correction value conversion values Vrg (rg), Vyb (yb), Vl (l) of each pixel from the pixel correction value conversion value storage unit 23. , And construct and output the entire image.
【0130】また、輝度調整の場合、正規化画像出力部
24は、画素補正値変換値記憶部23にて記憶された各
画素の正規化変換値Vl*(l* )及び色空間変換部2に
より得られた各色度値a* ,b* を均等色空間CIE−
LABからrgb色空間に逆変換し、得られた逆変換結
果に基づいて、画像全体を構成して出力する。In the case of the luminance adjustment, the normalized image output unit 24 outputs the normalized conversion value Vl * (l *) of each pixel stored in the pixel correction value conversion value storage unit 23 and the color space conversion unit 2. Are converted into uniform color space CIE-
Inverse conversion from LAB to rgb color space is performed, and the entire image is constructed and output based on the obtained inverse conversion result.
【0131】上述したように第2の実施の形態によれ
ば、第1の実施形態の効果に加え、色度の調整処理及び
輝度の調整処理に関して夫々、全体の平均値rgmean,
ybme an,lmean,l*mean の補正値krg(r
gmean),kyb(ybmean),kl (l mean),kl*
(l*mean )を出力レンジの感度の良い中間値Vr
gmid ,Vybmid,Vlmid ,Vl*mid に対応づけて正規
化するので、局所的なコントラストと大域的コントラス
トとを同時に強調することができる。As described above, according to the second embodiment,
For example, in addition to the effects of the first embodiment, chromaticity adjustment processing and
Regarding the brightness adjustment processing, respectively, the overall average value rgmean,
ybme an, Lmean, L *mean Correction value krg (r
gmean), Kyb (ybmean), Kl (l mean), Kl *
(L *mean ) Is the intermediate value Vr with good sensitivity of the output range.
gmid, Vybmid, Vlmid , Vl *midCorresponding to regular
Local contrast and global contrast
Can be emphasized at the same time.
【0132】具体的には、入力された原画像から、その
各画素の近傍でのコントラストを改善し、さらに画像全
体でのコントラストをも改善し、シャープで視認性の良
い画像を得ることができる。例えば撮像素子からの輝度
信号を高精度高分解能に補正したり、コントラストの悪
い画像データの画質を改善することができる。More specifically, from the input original image, the contrast in the vicinity of each pixel is improved, and the contrast of the entire image is also improved, so that a sharp and highly visible image can be obtained. . For example, it is possible to correct the luminance signal from the image sensor with high precision and high resolution, and to improve the image quality of image data with low contrast.
【0133】(他の実施の形態)なお、第1及び第2の
実施の形態において、近傍領域の大きさを適当な値に固
定しても、あるいはパラメタとして適当に与えてもよ
い。近傍領域の大きさとしては、略同心円状の領域にお
いて、例えば半径を3〜7個の画素とすることが好まし
く、また、面積を20〜160個の画素とすることが好
ましい。なお、実際の傾向としては、100個程度の画
素の面積までのように近傍領域を細かく取ると局所的な
コントラストを強調でき、100個を越える画素の面積
のように近傍領域を大きく取ると大域的なコントラスト
を強調できる。(Other Embodiments) In the first and second embodiments, the size of the neighboring area may be fixed to an appropriate value, or may be appropriately given as a parameter. Regarding the size of the neighboring region, for example, in a substantially concentric region, it is preferable that the radius is 3 to 7 pixels, and the area is 20 to 160 pixels. Note that the actual tendency is that local contrast can be enhanced by taking the neighboring area finely, such as up to an area of about 100 pixels, and the global area can be taken up by taking the neighboring area large, such as the area of more than 100 pixels. Contrast can be emphasized.
【0134】また、第1及び第2の実施の形態におい
て、βrgnega,βybnega,βlnega の値を適当な値に固
定しても、あるいはパラメタとして適当に与えてもよ
い。In the first and second embodiments, the values of βrg nega , βyb nega , and βl nega may be fixed to appropriate values or may be appropriately provided as parameters.
【0135】また、第1及び第2の実施の形態におい
て、輝度値l* のみを調整した場合と、輝度値lと色度
値rg,ybとの両方を調整した場合とを説明したが、
これに限らず、色度値rg,ybのみを調整しても、色
覚に関しては画質を向上させることができる。In the first and second embodiments, the case where only the luminance value l * is adjusted and the case where both the luminance value l and the chromaticity values rg, yb are adjusted have been described.
However, the present invention is not limited to this. Even if only the chromaticity values rg and yb are adjusted, the image quality of the color vision can be improved.
【0136】また、上記実施形態に記載した手法は、コ
ンピュータに実行させることのできるプログラムとし
て、磁気ディスク(フロッピーディスク、ハードディス
クなど)、光ディスク(CD−ROM,DVDなど)、
半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも
できる。The method described in the above embodiment can be executed by a computer as a program such as a magnetic disk (floppy disk, hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, DVD, etc.),
It can also be stored in a storage medium such as a semiconductor memory and distributed.
【0137】その他、本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施できる。In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.
【0138】[0138]
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
利用者の判断を要せずに簡単な計算により、局所的及び
大域的の双方のコントラストを強調し、カラー画像の画
質を向上できるカラー画像画質改善方法及び装置を提供
できる。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a color image quality improvement method and apparatus capable of enhancing both local and global contrasts and improving the quality of a color image by a simple calculation without requiring a user's judgment.
【0139】また、局所的及び大域的なコントラストの
強調を人間の色覚に応じて行なうことにより、画像デー
タの実質的な利用度を高め、高細密なカラー画像を実現
できるカラー画像画質改善方法及び装置を提供できる。A method for improving the quality of a color image capable of realizing a high-definition color image by increasing the substantial utilization of image data by enhancing local and global contrasts in accordance with human color vision. Equipment can be provided.
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るカラー画像画
質改善装置の構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a color image quality improving apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同実施の形態における動作を説明するためのフ
ローチャートFIG. 2 is a flowchart for explaining an operation in the embodiment;
【図3】同実施の形態における注目する画素とその近傍
の画素とを説明するための模式図FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a pixel of interest and pixels in the vicinity thereof according to the embodiment;
【図4】同実施の形態における画像全体と注目画素とそ
の近傍画素との関係を示す模式図FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship between the entire image, a pixel of interest, and its neighboring pixels according to the embodiment;
【図5】同実施の形態における効果を説明するための画
像を写真印刷して示す図FIG. 5 is a diagram showing an image for explaining an effect in the embodiment by photo printing.
【図6】同実施の形態における効果を説明するための画
像を写真印刷して示す図FIG. 6 is a view showing an image for explaining an effect in the embodiment by photo printing.
【図7】同実施の形態における効果を説明するための画
像を写真印刷して示す図FIG. 7 is a view showing an image for explaining an effect in the embodiment by photo printing;
【図8】同実施の形態における効果を説明するための画
像を写真印刷して示す図FIG. 8 is a diagram showing an image for explaining an effect in the embodiment by photo printing.
【図9】本発明の第2の実施の形態に係るカラー画像画
質改善装置の構成を示すブロック図FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a color image quality improvement device according to a second embodiment of the present invention.
【図10】同実施の形態における動作を説明するための
フローチャートFIG. 10 is a flowchart for explaining the operation in the embodiment;
【図11】本発明に適用される人間の色覚機構を示す模
式図FIG. 11 is a schematic view showing a human color vision mechanism applied to the present invention.
【図12】従来の対数変換又は指数変換によるカラー画
像画質改善方法を説明するための図FIG. 12 is a diagram for explaining a conventional color image quality improvement method by logarithmic conversion or exponential conversion.
【図13】従来の指数変換によるカラー画像画質改善方
法を説明するための図FIG. 13 is a view for explaining a conventional color image quality improvement method by exponential conversion.
1…画像入力部 2…色空間変換部 3…全体平均算出部 4…近傍画像抽出部 5…近傍平均算出部 6…係数算出部 7…ポジティブ画像画素値変量決定部 8…ネガティブ画像画素値変量決定部 9…画素値補正部 10…画素値補正制御部 11…画素補正値記憶部 12…画素補正値最大最小値算出部 13…画素値正規化部 14…画素値正規化制御部 15…画素値正規化変換値記憶部 16…画像出力部 20…全体平均補正値算出手段 21…画素補正値変換部 22…画素補正値変換制御部 23…画素補正値変換値記憶部 24…正規化画像出力部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image input part 2 ... Color space conversion part 3 ... Whole average calculation part 4 ... Neighborhood image extraction part 5 ... Neighborhood average calculation part 6 ... Coefficient calculation part 7 ... Positive image pixel value variation determination part 8 ... Negative image pixel value variation Determining unit 9 ... Pixel value correction unit 10 ... Pixel value correction control unit 11 ... Pixel correction value storage unit 12 ... Pixel correction value maximum / minimum value calculation unit 13 ... Pixel value normalization unit 14 ... Pixel value normalization control unit 15 ... Pixel Value normalized conversion value storage unit 16 ... Image output unit 20 ... Overall average correction value calculation means 21 ... Pixel correction value conversion unit 22 ... Pixel correction value conversion control unit 23 ... Pixel correction value conversion value storage unit 24 ... Normalized image output Department
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成12年1月31日(2000.1.3
1)[Submission date] January 31, 2000 (200.1.3
1)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項1[Correction target item name] Claim 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項3[Correction target item name] Claim 3
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【手続補正3】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項5[Correction target item name] Claim 5
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【手続補正4】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項7[Correction target item name] Claim 7
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【手続補正5】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0026】さて、上述した本発明の骨子に基づいて、
具体的には以下のような解決手段が実現される。請求項
1に対応する発明は、カラー画像の各画素における画素
値r,g,bを均等色空間CIE−LAB上の各色度値
a*,b*並びに輝度値l*に変換し、前記各画素の輝度
値l*の平均値l*meanを求め、前記各画素毎に、当該画
素の近傍におけるi個の画素の各輝度値l*1〜l*iの
平均値l*ave を求め、前記全体の平均値l*mean から前
記輝度値l*の下限値l* L を引いた値と前記近傍の平均
値l*ave から前記下限値l* L を引いた値との比に対応
するポジティブ画素値補正係数αl* posi を求めると共
に、前記輝度値l*の上限値l* U から前記全体の平均値
l* mean を引いた値と前記上限値l* U から前記近傍の平
均値l* ave を引いた値との比に対応するネガティブ画
素値補正係数αl* nega を求め、前記ポジティブ画素値
補正係数αl* posi を前記近傍の平均値l*ave から前記
下限値l* L を引いた値に乗じてポジティブ画像画素値変
量δl*posiを求めると共に、前記ネガティブ画素値補正
係数αl* nega を前記上限値l* U から前記近傍の平均値
l*ave を引いた値に乗じてネガティブ画像画素値変量
δl*negaを求め、前記ポジティブ画像画素値変量δl*
posi を当該画素の輝度値l*から前記下限値l* L を引い
た相対値に加えてこの相対値を修正すると共に、前記ネ
ガティブ画像画素値変量δl*negaを前記上限値l* U から
当該画素の輝度値l*を引いた相対値に加えてこの相対
値を修正し、これら修正した相対値の比の対数によって
当該画素の輝度値l*を補正し、この補正結果kl*(l
*)を出力レンジの範囲内に正規化し、この正規化結果
Vl*(l*)及び前記各色度値a*,b*を前記均等色空
間CIE−LABからrgb色空間へ逆変換し、得られ
た逆変換結果に基づいて、画像全体を構成して出力する
カラー画像画質改善方法である。Now, based on the gist of the present invention described above,
Specifically, the following solution is realized. The invention corresponding to claim 1 converts pixel values r, g, b in each pixel of a color image into chromaticity values a *, b * and a luminance value l * on a uniform color space CIE-LAB, and The average value l * mean of the luminance values l * of the pixels is determined, and for each of the pixels, the average value l * ave of the luminance values l * 1 to l * i of the i pixels in the vicinity of the pixel is determined, Before the overall mean l * mean
Positive pixel value correction coefficient .alpha.l * posi corresponding serial luminance value l * minus the lower limit l * L between average value l * ave of the vicinity to the ratio of the value obtained by subtracting the lower limit l * L When asked
From the upper limit l * U of the luminance value l *, the overall average value
Rights l * mean a value obtained by subtracting from the upper limit l * U of the neighboring
Negative image corresponding to the ratio to the value obtained by subtracting the average l * ave
Find the prime value correction coefficient αl * nega, and calculate the positive pixel value
Wherein the correction coefficient .alpha.l * posi average value l * ave of the neighboring
The positive image pixel value variation δl * posi is obtained by multiplying the value obtained by subtracting the lower limit l * L, and the negative pixel value correction coefficient αl * nega is calculated from the upper limit l * U. The negative image pixel value variation δl * nega is obtained by multiplying a value obtained by subtracting the average value l * ave of the neighborhood, and the positive image pixel value variation δl * is obtained.
subtracting the lower limit l * L a posi from the luminance value l * for those pixel
In addition to correcting this relative value in addition to the relative value, the negative image pixel value variable δl * nega is added to the relative value obtained by subtracting the luminance value l * of the pixel from the upper limit l * U. The relative value is corrected, the luminance value l * of the pixel is corrected by the logarithm of the ratio of the corrected relative value, and the correction result kl * (l
*) Within the range of the output range, and the normalized result Vl * (l *) and each of the chromaticity values a *, b * are inversely converted from the uniform color space CIE-LAB to the rgb color space. This is a color image quality improvement method for constructing and outputting the entire image based on the obtained inverse transformation result.
【手続補正6】[Procedure amendment 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0028[Correction target item name] 0028
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0028】さらに、請求項3に対応する発明は、カラ
ー画像を入力するための画像入力手段と、前記画像入力
手段により入力されたカラー画像の全画素の画素値r,
g,bを均等色空間CIE−LAB上の各色度値a*,
b*及び輝度値l*に変換する色空間変換手段と、前記色
空間変換手段にて得られた全画素の各輝度値l*を平均
して全体平均値l*meanを算出する全体平均算出手段
と、前記色空間変換手段にて得られた各画素毎に、当該
画素の近傍におけるi個の画素の各輝度値l*1〜l*i
を抽出する近傍画像抽出手段と、前記近傍画像抽出手段
により抽出された近傍画素の各輝度値l*1〜l*iを平
均して近傍平均値l*ave を算出する近傍平均算出手段
と、前記全体平均算出手段により算出された全体平均値
l*mean から前記輝度値l*の下限値l* L を引いた値と前
記近傍平均算出手段により算出された近傍平均値l*
ave から前記下限値l* L を引いた値との比に対応するポ
ジティブ画素値補正係数αl*posi を算出すると共に、
前記輝度値l*の上限値l* U から前記全体平均算出手段
により算出された全体平均値l* mean を引いた値と前記
上限値l* U から前記近傍平均算出手段により算出された
近傍平均値l* ave を引いた値との比に対応するネガテ
ィブ画素値補正係数αl*negaを算出する係数算出手段
と、前記近傍平均算出手段にて得られた当該画素の近傍
平均値l*ave から前記下限値l* L を引いた値に対し、前
記係数算出手段により算出されたポジティブ画素値補正
係数αl*posi を乗じて、ポジティブ画像の画素値変量δ
l*posiを決定するポジティブ画像画素値変量決定手段
と、前記近傍平均算出手段にて得られた当該画素の近傍
平均値l*ave を前記上限値l* U から引いた値に対し、
前記係数算出手段により算出されたネガティブ画素値補
正係数αl*nega を乗じて、ネガティブ画像の画素値変量
δl*negaを決定するネガティブ画像画素値変量決定手段
と、前記ポジティブ画像画素値変量決定手段により決定
されたポジティブ画像画素値変量δl*posi を当該画素の
輝度値l*から前記下限値l L* を引いた相対値に加えて
この相対値を修正すると共に、前記ネガティブ画像画素
値変量決定手段により決定されたネガティブ画像画素値
変量δl*nega を前記上限値l* U から当該画素の輝度値l
*を引いた相対値に加えてこの相対値を修正し、これら
修正した相対値の比の対数を求めて画素補正値kl*(l
*)を算出する画素値補正手段と、前記画素値補正手段
により算出された全ての画素補正値kl*(l*)のう
ち、最大値kl*max と最小値kl*min とを算出する補正
値最大最小値算出手段と、前記補正値最大最小値算出手
段により算出された最大値kl*max 及び最小値kl* min
に基づいて、前記画素値補正手段により算出された画素
補正値kl*(l*)を出力レンジの範囲内に正規化して
正規化変換値Vl*(l*)を算出する画素値正規化手段
と、前記画素値正規化手段により算出された各画素の正
規化変換値Vl*(l*)及び前記色空間変換手段にて得
られた各色度値a*,b*を前記均等色空間CIE−LA
Bからrgb色空間へ逆変換し、得られた逆変換結果に
基づいて、画像全体を構成して出力する画像出力手段と
を備えたカラー画像画質改善装置である。Further, according to the invention corresponding to claim 3, the color
Image input means for inputting an image, and the image input means
Pixel values r of all pixels of the color image input by the means,
g and b are each chromaticity value a *, in the uniform color space CIE-LAB.
color space conversion means for converting the color into b * and a luminance value l *;
Average each luminance value l * of all pixels obtained by the space conversion means
And the overall average l *meanAverage calculation means for calculating
And for each pixel obtained by the color space conversion means,
Each luminance value l * 1 to l * i of i pixels in the vicinity of the pixel
Image extracting means for extracting the image, and the adjacent image extracting means
The luminance values l * 1 to l * i of the neighboring pixels extracted by
Averaged neighborhood average l *aveMeans for calculating the neighborhood average
And the overall average value calculated by the overall average calculation means
l *mean From the lower limit l * of the luminance value l * L MinusAnd before
The neighborhood average value l * calculated by the neighborhood average calculation means
ave From the lower limit l * L MinusCorresponding to the ratioPo
Exclusive pixel value correctionCoefficient αl *posi , And
Upper limit l * of the brightness value l * U Means for calculating the overall average from
Average value l * calculated by mean Minus the value
Upper limit l * U From the neighborhood average calculation means.
Neighborhood average l * ave Negation corresponding to the ratio to the value minus
Active pixel value correction coefficientαl *negaCoefficient calculating means for calculating
And the neighborhood of the pixel obtained by the neighborhood average calculating means.
Average l *ave From the lower limit l * L Subtracted from the previous
RecordCalculated by coefficient calculation meansPositive pixel value correction
Coefficient αl *posi Multiply byThe pixel value variable δ of the positive image
l *posiPositive image pixel value variable determining means for determining
And the neighborhood of the pixel obtained by the neighborhood average calculating means.
Average l *ave Is the upper limit l * U From the value subtracted from
SaidCalculated by coefficient calculation meansNegative pixel value complement
CorrectCoefficient αl *nega Multiply byThe pixel value variate of the negative image
δl *negaNegative image pixel value variable determining means for determining
Determined by the positive image pixel value variable determining means.
Was donePositive imagePixel value variable δl *posi Of the pixel
From the luminance value l * to the lower limit value l L * Minus the relative value
While correcting this relative value,The negative image pixel
Determined by value variable determination meansNegative imagePixel value
Variate δl *nega Is the upper limit l * U From the luminance value l of the pixel
Modify this relative value in addition to the relative value minus *
Corrected relative valueThe logarithm of the ratio of the pixel correction values kl *
*) Pixel value correction means for calculating the pixel value, and the pixel value correction means
Of all pixel correction values kl * (l *) calculated by
And the maximum value kl *maxAnd the minimum value kl *minAnd correction to calculate
Value maximum / minimum value calculating means, and the correction value maximum / minimum value calculating means.
Maximum value kl * calculated by stepmaxAnd the minimum value kl * min
Pixel calculated by the pixel value correction means based on
Normalize the correction value kl * (l *) within the output range
Pixel value normalizing means for calculating a normalized conversion value Vl * (l *)
And the positive value of each pixel calculated by the pixel value normalizing means.
Normalized conversion value Vl * (l *) and obtained by the color space conversion means.
The obtained chromaticity values a * and b * are converted into the uniform color space CIE-LA.
B is converted back to rgb color space, and the obtained inverse conversion result is
Image output means for configuring and outputting the entire image based on the
Is a color image quality improvement device including
【手続補正7】[Procedure amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0030[Correction target item name] 0030
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0030】さらに、請求項5に対応する発明は、カラ
ー画像の各画素における画素値r,g,bを色空間上の
各色度値rg,yb並びに輝度値lに変換し、前記各色
度値rg,yb並びに輝度値lの各々の平均値r
gmean,ybmean,lmeanを求め、前記カラー画像の各
画素毎に、当該画素の近傍におけるi個の画素の各色度
値rg1〜rgi,yb1〜ybi並びに輝度値l1〜
liの各々の平均値rgave,ybave ,lave を求
め、前記全体の平均値rgmean,ybmean,lmean から
前記各色度値rg,yb並びに輝度値lの各下限値rg
L ,yb L ,l L を引いた値と前記近傍の平均値r
gave ,ybave ,lave から前記各下限値rg L ,y
b L ,l L を引いた値との比に対応するポジティブ画素値
補正係数αrg posi ,αyb posi ,αl posi を求めると
共に、前記各色度値rg,yb並びに輝度値lの各上限
値rg U ,yb U ,l U から前記全体の平均値rg mean ,
yb mean ,l mean を引いた値と前記各上限値rg U ,y
b U ,l U から前記近傍の平均値rg ave ,yb ave ,l
ave を引いた値との比に対応するネガティブ画素値補正
係数αrg nega ,αyb nega ,αl nega を求め、前記ポ
ジティブ画素値補正係数αrg posi ,αyb posi ,αl
posi を前記近傍の平均値rg ave ,yb ave ,l ave か
ら前記各下限値rg L ,yb L ,l L を引いた相対値に乗
じてポジティブ画像画素値変量δrgposi,δybposi,δ
lposiを求めると共に、前記ネガティブ画素値補正係数
αrg nega ,αyb nega ,αl nega を前記各上限値rg
U ,yb U ,l U から前記近傍の平均値rg ave ,yb
ave ,l ave を引いた値に乗じてネガティブ画像画素値
変量δrgnega,δybnega,δlnegaを求め、前記ポジテ
ィブ画像画素値変量rgposi,δybposi,δlposi を当該
画素の各色度値rg,yb並びに輝度値lから前記各下
限値rg L ,yb L ,l L を引いた各々の相対値に加えて
これら相対値を修正すると共に、前記ネガティブ画像画
素値変量αrg nega ,αyb nega ,αl nega を前記各上
限値rg U ,yb U ,l U から当該画素の各色度値rg,
yb並びに輝度値lを引いた各々の相対値に加えてこれ
ら相対値を修正し、これら修正した相対値の比の対数に
よって当該画素の各色度値rg,yb並びに輝度値lを
夫々補正し、これらの補正結果krg(rg),kyb(y
b),kl(l)を夫々出力レンジの範囲内に正規化す
るカラー画像画質改善方法である。Further, according to the present invention, the pixel values r, g, b of each pixel of the color image are converted into respective chromaticity values rg, yb and a luminance value 1 in a color space, and the respective chromaticity values are converted. rg, yb and the average value r of each of the luminance values l
g mean , yb mean , and l mean are determined, and for each pixel of the color image, chromaticity values rg1 to rgi, yb1 to ybi, and luminance values l1 to i of i pixels in the vicinity of the pixel are determined.
Each of the average value rg ave of li, yb ave, seeking l ave, the overall average value rg mean, yb mean, from l mean
Each lower limit rg of each chromaticity value rg, yb and luminance value l
L, yb L, the average value r of the near and minus l L
g ave, yb ave, said from l ave the lower limit rg L, y
Positive pixel value corresponding to the ratio to the value obtained by subtracting b L and l L
When the correction coefficients αrg posi , αyb posi , and αl posi are obtained
In each case, the upper limit of each of the chromaticity values rg, yb and the luminance value l
From the values rg U , yb U , l U , the overall mean value rg mean ,
yb mean , l mean minus the upper limit rg U , y
The average value rg ave , yb ave , l of the neighborhood from b U , l U
Negative pixel value correction corresponding to the ratio with the value after subtracting ave
Coefficient αrg nega, αyb nega, seeking .alpha.l nega, said port
Additive pixel value correction coefficients αrg posi , αyb posi , αl
Mean values of the neighborhood of the posi rg ave, yb ave, or l ave
The positive image pixel value variables δrg posi , δyb posi , and δ are multiplied by the relative values obtained by subtracting the lower limit values rg L , yb L , and l L from the above.
l Posi and negative pixel value correction coefficient
αrg nega , αyb nega , αl nega are set to the respective upper limit values rg
U, yb U, the mean value rg ave of the neighborhood from l U, yb
ave, negative image pixel value by multiplying the value obtained by subtracting the l ave <br/> variable δrg nega, δyb nega, seeking .DELTA.l nega, the positive image pixel value variable rg posi, δyb posi, the .DELTA.l posi of those pixel each chromaticity values rg, each bottom yb and luminance value l
Limit value rg L, yb L, with in addition to the relative value of each minus l L fix these relative values, the negative image image <br/> element value variable αrg nega, αyb nega, the .alpha.l nega each Up
Limit value rg U, yb U, the chromaticity value rg of the pixel from the l U,
These relative values are corrected in addition to the relative values obtained by subtracting yb and the luminance value l, and the chromaticity values rg, yb and the luminance value l of the pixel are respectively corrected by the logarithm of the ratio of the corrected relative values, These correction results krg (rg), kyb (y
This is a color image quality improvement method in which b) and kl (l) are respectively normalized within the output range.
【手続補正8】[Procedure amendment 8]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0032[Correction target item name] 0032
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0032】さらに、請求項7に対応する発明は、カラ
ー画像を入力するための画像入力手段と、前記画像入力
手段により入力されたカラー画像の全画素の画素値r,
g,bを色空間上の各色度値rg,yb及び輝度値lに
変換する色空間変換手段と、前記色空間変換手段にて得
られたカラー画像の全画素の各色度値rg,yb及び輝
度値lの各々を平均して全体平均値rgmean,y
bmean,lmeanを算出する全体平均算出手段と、前記色
空間変換手段にて得られたカラー画像の各画素毎に、当
該画素の各色度値rg,yb並びに輝度値l及びその近
傍におけるi個の画素の各色度値rg1〜rgi,yb
1〜ybi並びに輝度値l1〜liを抽出する近傍画像
抽出手段と、前記近傍画像抽出手段により抽出された近
傍画素の各色度値rg1〜rgi,yb1〜ybi並び
に輝度値l1〜liを夫々平均して近傍平均値r
gave ,ybave ,lave を算出する近傍平均算出手段
と、前記全体平均算出手段により算出された全体平均値
rgmean,ybmean,lmean から前記各色度値rg,y
b並びに輝度値lの各下限値rg L ,yb L ,l L を引い
た値と前記近傍平均算出手段により算出された近傍平均
値rgave ,ybave ,lave から前記各下限値r
g L ,yb L ,l L を引いた値との比に対応するポジティ
ブ画素値補正係数αrg posi ,αyb posi ,αl posi を
求めると共に、前記各色度値rg,yb並びに輝度値l
の各上限値rg U ,yb U ,l U から前記全体平均算出手
段により算出された全体平均値rg mean ,yb mean ,l
mean を引いた値と前記各上限値rg U ,yb U ,l U から
前記近傍平均算出手段により算出された近傍平均値rg
ave ,yb ave ,l ave を引いた値との比に対応するネ
ガティブ画素値補正係数αrg nega ,αyb nega ,αl
nega を算出する係数算出手段と、前記近傍平均算出手段
にて得られた当該画素の近傍平均値rg ave ,y
b ave ,l ave から前記各下限値rg L ,yb L ,l L を
引いた値に対し、前記係数算出手段により算出されたポ
ジティブ画素値補正係数αrg posi ,αyb posi ,αl
posi を乗じて、ポジティブ画像画素値変量δrgposi,δ
ybposi,δlposiを決定するポジティブ画像画素値変量
決定手段と、前記近傍平均算出手段にて得られた当該画
素の近傍平均値rg ave ,yb ave ,l ave を前記各上
限値rg U ,yb U ,l U から引いた値に対し、前記係数
算出手段により算出されたネガティブ画素値補正係数α
rg nega ,αyb nega ,αl nega を乗じて、ネガティブ
画像画素値変量δrgne ga,δybnega,δlnegaを決定す
るネガティブ画像画素値変量決定手段と、前記ポジティ
ブ画像画素値変量決定手段により決定されたポジティブ
画像画素値変量δrgposi,δybposi,δlposi を当該画
素の各色度値rg,yb並びに輝度値lから前記各下限
値rg L ,yb L ,l L を引いた相対値に加えてこの相対
値を修正すると共に、前記ネガティブ画像画素値変量決
定手段により決定されたネガティブ画像画素値変量δrg
nega,δybnega,δlnega を前記各上限値rg U ,y
b U ,l U から当該画素の各色度値rg,yb並びに輝度
値lを引いた相対値に加えてこれら相対値を修正し、こ
れら修正した相対値の比の対数を求めて画素補正値krg
(rg),kyb(yb),kl(l)を算出する画素値
補正手段と、前記画素補正手段により算出された全ての
画素補正値krg(rg),kyb(yb),kl(l)の
うち、最大値krgmax ,kybmax ,klmax と最小値kr
gmin ,kybmin ,klmin とを算出する補正値最大最小
値算出手段と、前記補正値最大最小値算出手段により算
出された最大値krgmax ,kybmax ,klmax 及び最小
値krgmin ,kybmin ,klmin に基づいて、前記画素値
補正手段により算出された画素補正値krg(rg),k
yb(yb),kl(l)を出力レンジの範囲内に正規化
して正規化変換値Vrg(rg),Vyb(yb),Vl
(l)を算出する画素値正規化手段と、前記画素値正規
化手段により算出された各画素の正規化変換値Vrg(r
g),Vyb(yb),Vl(l)に基づいて、画像全体
を構成して出力する画像出力手段とを備えたカラー画像
画質改善装置である。Further, according to the invention corresponding to claim 7, the color
Image input means for inputting an image, and the image input means
Pixel values r of all pixels of the color image input by the means,
g and b are converted to chromaticity values rg and yb and a luminance value l in the color space.
Color space conversion means for converting, and the color space conversion means
Chromaticity values rg, yb and luminosity of all pixels of the obtained color image
Average each of the degree values l to obtain the overall average value rgmean, Y
bmean, LmeanMeans for calculating the average, and the color
For each pixel of the color image obtained by the space conversion means,
Each chromaticity value rg, yb and luminance value l of the pixel and its vicinity
Chromaticity values rg1 to rgi, yb of i pixels in the vicinity
Neighboring images for extracting 1-ybi and luminance values 11-li
Extraction means, and the neighborhood extracted by the neighborhood image extraction means.
Chromaticity values rg1 to rgi, yb1 to ybi of neighboring pixels
Average the respective luminance values l1 to li to obtain a neighborhood average value r
gave, Ybave, LaveMeans for calculating the neighborhood average
And the overall average value calculated by the overall average calculation means
rgmean, Ybmean, Lmean From each of the chromaticity values rg, y
b and each lower limit rg of the luminance value l L , Yb L , L L Pull
ValueAnd the neighborhood average calculated by the neighborhood average calculation means
Value rgave, Ybave, Lave From the lower limit r
g L , Yb L , L L MinusCorresponding to the ratioPositive
Pixel value correctioncoefficientαrg posi , Αyb posi , Αl posi To
And the chromaticity values rg, yb and the luminance value l
Each upper limit rg U , Yb U , L U From the total average calculator
Overall average value rg calculated by step mean , Yb mean , L
mean Minus the above upper limit rg U , Yb U , L U From
The neighborhood average value rg calculated by the neighborhood average calculation means
ave , Yb ave , L ave Net corresponding to the ratio
Gative pixel value correction coefficient αrg nega , Αyb nega , Αl
nega Coefficient calculating means for calculating
The neighborhood average value of the pixel obtained inrg ave , Y
b ave , L ave From each of the lower limit values rg L , Yb L , L L To
For the value subtracted,Calculated by coefficient calculation meansPo
Exclusive pixel value correctioncoefficientαrg posi , Αyb posi , Αl
posi Multiply byAnd the positive image pixel value variable δrgposi, Δ
ybposi, ΔlposiPositive image pixel value variate to determine
Determining means and the image obtained by the neighborhood average calculating means.
Elementary neighborhood meanrg ave , Yb ave , L ave The above each
Limit value rg U , Yb U , L U From the value subtracted fromcoefficient
Calculated by the calculation meansNegative pixel value correctioncoefficientα
rg nega , Αyb nega , Αl nega Multiply byAnd negative
Image pixel value variation δrgne ga, Δybnega, ΔlnegaDetermine
Negative image pixel value variable determining means;
Image pixel value variable determined bypositive
imagePixel value variation δrgposi, Δybposi, Δlposi The picture
From the respective chromaticity values rg and yb of the element and the luminance value l, the above lower limits are obtained.
Value rg L , Yb L , L L This relative to the relative value minus
Modify the values,The negative image pixel value variable determination
Determined by meansNegative imagePixel value variation δrg
nega, Δybnega, Δlnega Is the upper limit rg U , Y
b U , L U From each chromaticity value rg, yb and luminance of the pixel
Correct these relative values in addition to the relative value minus the value l, and
These modified relative valuesThe logarithm of the ratio of
Pixel value for calculating (rg), kyb (yb), KL (l)
Correction means, and all of the pixels calculated by the pixel correction means.
Of the pixel correction values krg (rg), kyb (yb), and kl (l)
Of which the maximum value is krgmax, Kybmax, KlmaxAnd the minimum value kr
gmin, Kybmin , KlminAnd the correction value to calculate the maximum and minimum
Value calculation means and the correction value maximum / minimum value calculation means.
Maximum value issued krgmax, Kybmax, KlmaxAnd minimum
Value krgmin , Kybmin, KlminBased on the pixel value
Pixel correction value krg (rg), k calculated by the correction means
Normalize yb (yb) and kl (l) within the output range
And the normalized conversion values Vrg (rg), Vyb (yb), Vl
Pixel value normalizing means for calculating (l);
Conversion value Vrg (r) of each pixel calculated by the
g), Vyb (yb), Vl (l)
Image output means for constructing and outputting a color image
This is an image quality improvement device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 俊一 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業技 術院電子技術総合研究所内 (72)発明者 小林 裕一 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 Fターム(参考) 5B057 AA11 BA02 BA11 BA28 CA01 CA08 CA12 CB01 CB08 CB12 CC02 CE17 CE18 CH08 5C066 AA03 BA20 CA08 DA09 DD07 EA08 GA01 GA21 GB02 HA02 JA03 KA12 KD04 KD06 KE01 KE19 KM15 LA02 5C077 LL19 MM02 MP08 NN03 PP15 PP31 PP32 PP36 PP41 PP46 PP68 PQ12 PQ20 TT02 TT06 TT09 TT10 5C079 HB01 HB08 HB11 LA10 LA12 LB01 NA03 PA02 PA03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shunichi Kato 1-1-4 Umezono, Tsukuba, Ibaraki Pref. Within the Institute of Electronics and Technology (72) Inventor Yuichi Kobayashi 1-5-1, Taito 1-chome, Taito-ku, Tokyo No. Toppan Printing Co., Ltd. F term (reference) 5B057 AA11 BA02 BA11 BA28 CA01 CA08 CA12 CB01 CB08 CB12 CC02 CE17 CE18 CH08 5C066 AA03 BA20 CA08 DA09 DD07 EA08 GA01 GA21 GB02 HA02 JA03 KA12 KD04 KD06 KE01 KE19 KM15 LA NN03 PP15 PP31 PP32 PP36 PP41 PP46 PP68 PQ12 PQ20 TT02 TT06 TT09 TT10 5C079 HB01 HB08 HB11 LA10 LA12 LB01 NA03 PA02 PA03
Claims (8)
g,bを均等色空間CIE−LAB上の各色度値a* ,
b* 並びに輝度値l* に変換し、 前記各画素の輝度値l* の平均値l*mean を求め、 前記各画素毎に、当該画素の近傍におけるi個の画素の
各輝度値l* 1〜l*iの平均値l*ave を求め、 前記全体の平均値l*mean と前記近傍の平均値l*ave
との比に対応する各々の係数を求め、 前記各々の係数をポジティブ画像での前記近傍の平均値
l*ave の相対値に乗じてポジティブ画素変量δl*posi
を求めると共に、前記各々の係数をネガティブ画像での
前記近傍の平均値l*ave の相対値に乗じてネガティブ
画素変量δl*ne gaを求め、 前記ポジティブ画素変量δl*posiをポジティブ画像での
当該画素の輝度値l*の相対値に加えてこの相対値を修
正すると共に、前記ネガティブ画素変量δl*ne gaをネガ
ティブ画像での当該画素の輝度値l* の相対値に加えて
この相対値を修正し、 これら修正した相対値の比の対数によって当該画素の輝
度値l* を補正し、 この補正結果kl*(l* )を出力レンジの範囲内に正規
化し、 この正規化結果Vl*(l* )及び前記各色度値a* ,b
* を前記均等色空間CIE−LABからrgb色空間へ
逆変換し、 得られた逆変換結果に基づいて、画像全体を構成して出
力することを特徴とするカラー画像画質改善方法。1. A pixel value r, at each pixel of a color image,
g and b are defined as chromaticity values a * and 上 の on the uniform color space CIE-LAB.
b * and a luminance value l *, and an average l * mean of the luminance values l * of the respective pixels is obtained. For each of the pixels, the respective luminance values l * 1 of i pixels in the vicinity of the pixel are determined. The average value l * ave of ll * i is obtained, and the average value l * mean of the whole and the average value l * ave of the neighborhood are obtained.
Is obtained by multiplying each coefficient by a relative value of the average value l * ave of the neighborhood in the positive image to obtain a positive pixel variable δl * posi
With seek, seeking negative pixel variables .DELTA.l * ne ga multiplied by the coefficient of the each relative value of the average value l * ave of the vicinity of the negative image, the of the positive pixel variable .DELTA.l * posi a positive image This relative value is corrected in addition to the relative value of the luminance value l * of the pixel, and the relative value is added by adding the negative pixel variable δl * ne ga to the relative value of the luminance value l * of the pixel in the negative image. The corrected luminance value l * is corrected by the logarithm of the ratio of the corrected relative values, the corrected result kl * (l *) is normalized within the output range, and the normalized result Vl * ( l *) and the respective chromaticity values a *, b
*, A color image quality improving method comprising: converting * from the uniform color space CIE-LAB to the rgb color space; and constructing and outputting the entire image based on the obtained inverse conversion result.
法において、 前記正規化は、前記全体の平均値l*mean の補正結果k
l*(l*mean )を前記出力レンジの中間値Vl*mid に対
応させるように実行することを特徴とするカラー画像画
質改善方法。2. The color image quality improving method according to claim 1, wherein the normalization is a correction result k of the overall average value l * mean.
A method for improving image quality of a color image, wherein l * (l * mean ) is executed so as to correspond to an intermediate value Vl * mid of the output range.
段と、 前記画像入力手段により入力されたカラー画像の全画素
の画素値r,g,bを均等色空間CIE−LAB上の各
色度値a* ,b* 及び輝度値l* に変換する色空間変換
手段と、 前記色空間変換手段にて得られた全画素の各輝度値l*
を平均して全体平均値l*mean を算出する全体平均算出
手段と、 前記色空間変換手段にて得られた各画素毎に、当該画素
の近傍におけるi個の画素の各輝度値l* 1〜l* iを
抽出する近傍画像抽出手段と、 前記近傍画像抽出手段により抽出された近傍画素の各輝
度値l* 1〜l* iを平均して近傍平均値l*ave を算
出する近傍平均算出手段と、 前記全体平均算出手段により算出された全体平均値l*
mean と前記近傍平均算出手段により算出された近傍平
均値l*ave との比に対応する係数αl*posi,αl*nega
を算出する係数算出手段と、 前記近傍平均算出手段にて得られた当該画素の近傍平均
値l*ave 及び係数算出手段により算出された係数αl*
posiに基づいて、ポジティブ画像の画素値変量δl*posi
を決定するポジティブ画像画素値変量決定手段と、 前記近傍平均算出手段にて得られた当該画素の近傍平均
値l*ave 及び係数算出手段により算出された係数αl*
negaに基づいて、ネガティブ画像の画素値変量δl*nega
を決定するネガティブ画像画素値変量決定手段と、 前記ポジティブ画像画素値変量決定手段により決定され
た画素値変量δl*posi及び前記ネガティブ画像画素値変
量決定手段により決定された画素値変量δl*ne gaに基づ
いて当該画素の輝度値lを補正し、この補正結果の比の
対数を求めて画素補正値kl*(l* )を算出する画素値
補正手段と、 前記画素値補正手段により算出された全ての画素補正値
kl*(l* )のうち、最大値kl*max と最小値kl*min
とを算出する補正値最大最小値算出手段と、 前記補正値最大最小値算出手段により算出された最大値
kl*max 及び最小値kl*min に基づいて、前記画素値補
正手段により算出された画素補正値kl*(l*)を出力
レンジの範囲内に正規化して正規化変換値Vl*(l* )
を算出する画素値正規化手段と、 前記画素値正規化手段により算出された各画素の正規化
変換値Vl*(l* )及び前記色空間変換手段にて得られ
た各色度値a* ,b* を前記均等色空間CIE−LAB
からrgb色空間へ逆変換し、得られた逆変換結果に基
づいて、画像全体を構成して出力する画像出力手段とを
備えたことを特徴とするカラー画像画質改善装置。3. Image input means for inputting a color image, and pixel values r, g, and b of all pixels of the color image input by the image input means are converted to respective chromaticity values in a uniform color space CIE-LAB. a *, b * and a color space converting means for converting into a luminance value l *; and a luminance value l * of all pixels obtained by the color space converting means.
And an overall average value calculating means for calculating an overall average value l * mean, and for each pixel obtained by the color space converting means, each luminance value l * 1 of i pixels in the vicinity of the pixel. Ll * i, a neighborhood image extracting means for extracting 輝 度 l * i, and a neighborhood average for calculating a neighborhood average value l * ave by averaging the brightness values l * 1 to l * i of the neighboring pixels extracted by the neighborhood image extraction means. Calculating means, and the overall average value l * calculated by the overall average calculating means
coefficient corresponding to the ratio of the vicinity of the average value l * ave calculated by mean and the neighboring average calculation means αl * posi, αl * nega
And a coefficient αl * calculated by the coefficient calculating means, and a nearby average value l * ave of the pixel obtained by the neighboring average calculating means.
Based on the posi , the pixel value variance of the positive image δl * posi
And a neighborhood average value l * ave of the pixel obtained by the neighborhood average calculation means and a coefficient αl * calculated by the coefficient calculation means.
Based on nega , the pixel value variable δl * nega of the negative image
A negative image pixel value variable determining means for determining the pixel value variable δl * posi determined by the positive image pixel value variable determining means and a pixel value variable δl * ne ga determined by the negative image pixel value variable determining means. Pixel value correction means for correcting the luminance value l of the pixel based on the pixel value, calculating the logarithm of the ratio of the correction result to calculate a pixel correction value kl * (l *), and calculating the pixel correction value kl * (l *). Of all the pixel correction values kl * (l *), the maximum value kl * max and the minimum value kl * min
Correction value maximum / minimum value calculation means for calculating the maximum value kl * max and minimum value kl * min calculated by the correction value maximum / minimum value calculation means, and a pixel calculated by the pixel value correction means. The correction value kl * (l *) is normalized within the range of the output range, and the normalized conversion value Vl * (l *)
, A normalized conversion value Vl * (l *) of each pixel calculated by the pixel value normalizing means, and each chromaticity value a *, obtained by the color space converting means. b * is the uniform color space CIE-LAB
And an image output means for constructing and outputting the entire image based on the inverse conversion result obtained from the image data to the rgb color space.
置において、 前記画素値正規化手段及び前記画像出力手段に代えて、 前記全体平均算出手段により算出された全体平均値l*
mean 及び前記係数算出手段により算出された係数αl*
posi,αl*negaに基づいて、前記全体平均値l*m ean の
補正値kl*(l*mean )を算出する全体平均補正値算出
手段と、 前記画素値補正手段により算出された各画素の画素補正
値kl*(l* )と前記全体平均補正値算出手段により算
出された補正値kl*(l*mean )とを比較し、前記画素
補正値kl*(l* )よりも対応する前記補正値kl*(l
*mean )が大のときには画素補正値kl*(l* )を対応
する出力レンジ範囲内の中間値Vl*midより小さい出力
レンジ区間へ線形変換し、前記画素補正値kl*(l* )
と対応する前記補正値kl*(l*mean )とが等しいとき
には画素補正値kl*(l* )を対応する出力レンジ範囲
内の中間値Vl*mid へ変換し、前記画素補正値kl*(l
*)よりも対応する前記補正値kl*(l*mean )が小の
ときには画素補正値kl*(l* )を対応する出力レンジ
範囲内の中間値Vl*mid より大きい出力レンジ区間へ線
形変換することにより、各画素補正値kl*(l* )を出
力レンジの範囲内に正規化して正規化変換値Vl*(l*
)を算出する画素補正値変換手段と、 前記画素補正値変換手段により算出された各画素の正規
化変換値Vl*(l* )及び前記色空間変換手段にて得ら
れた各色度値a* ,b* を前記均等色空間CIE−LA
Bからrgb色空間へ逆変換し、得られた逆変換結果に
基づいて、画像全体を構成して出力する正規化画像出力
手段とを備えたことを特徴とするカラー画像画質改善装
置。4. The color image quality improving apparatus according to claim 3, wherein the overall average value l * calculated by said overall average calculating means instead of said pixel value normalizing means and said image output means.
mean and coefficient αl * calculated by the coefficient calculating means
posi, based on .alpha.l * nega, the overall average correction value calculating means for calculating a correction value kl * (l * mean) of the overall average value l * m ean, of each pixel calculated by the pixel value correcting means The pixel correction value kl * (l *) is compared with the correction value kl * (l * mean ) calculated by the overall average correction value calculating means, and the pixel correction value kl * (l *) is compared with the pixel correction value kl * (l *). Correction value kl * (l
* mean ) is large, the pixel correction value kl * (l *) is linearly converted to an output range section smaller than the intermediate value Vl * mid within the corresponding output range, and the pixel correction value kl * (l *) is obtained.
And the corresponding correction value kl * (l * mean ) are equal, the pixel correction value kl * (l *) is converted to the intermediate value Vl * mid within the corresponding output range, and the pixel correction value kl * ( l
When the corresponding correction value kl * (l * mean ) is smaller than *), the pixel correction value kl * (l *) is linearly converted into an output range section larger than the intermediate value Vl * mid in the corresponding output range. By doing so, each pixel correction value kl * (l *) is normalized within the range of the output range, and the normalized conversion value Vl * (l *)
), A normalized conversion value Vl * (l *) of each pixel calculated by the pixel correction value conversion means, and a chromaticity value a * obtained by the color space conversion means. , B * in the uniform color space CIE-LA
A color image quality improving apparatus, comprising: a normalized image output unit that performs an inverse conversion from B to an rgb color space and forms and outputs the entire image based on the obtained inverse conversion result.
g,bを色空間上の各色度値rg,yb並びに輝度値l
に変換し、 前記各色度値rg,yb並びに輝度値lの各々の平均値
rgmean,ybmean,lmeanを求め、 前記カラー画像の各画素毎に、当該画素の近傍における
i個の画素の各色度値rg1〜rgi,yb1〜ybi
並びに輝度値l1〜liの各々の平均値rgav e ,yb
ave ,lave を求め、 前記全体の平均値rgmean,ybmean,lmeanと前記近
傍の平均値rgave ,ybave ,lave との比に対応す
る各々の係数を求め、 前記各々の係数をポジティブ画像での前記近傍の平均値
rgave ,ybave ,lave の各々の相対値に乗じてポ
ジティブ画素変量δrgposi,δybposi,δlpos i を求め
ると共に、前記各々の係数をネガティブ画像での前記近
傍の平均値rg ave ,ybave ,lave の各々の相対値
に乗じてネガティブ画素変量δrgnega,δybnega,δl
nega を求め、 前記ポジティブ画素変量δrgposi,δybposi,δlposi
をポジティブ画像での当該画素の各色度値rg,yb並
びに輝度値lの各々の相対値に加えてこれら相対値を修
正すると共に、前記ネガティブ画素変量δrgnega,δyb
nega,δlnegaをネガティブ画像での当該画素の各色度
値rg,yb並びに輝度値lの各々の相対値に加えてこ
れら相対値を修正し、 これら修正した相対値の比の対数によって当該画素の各
色度値rg,yb並びに輝度値lを夫々補正し、 これらの補正結果krg(rg),kyb(yb),kl
(l)を夫々出力レンジの範囲内に正規化することを特
徴とするカラー画像画質改善方法。5. A pixel value r, at each pixel of a color image,
g and b are chromaticity values rg and yb and a luminance value l in a color space.
And the average value of each of the chromaticity values rg, yb and the luminance value l
rgmean, Ybmean, LmeanIs calculated for each pixel of the color image.
Chromaticity values rg1 to rgi, yb1 to ybi of i pixels
And the average value rg of each of the luminance values 11 to liav e, Yb
ave, LaveIs obtained, and the average value rg of the whole is obtained.mean, Ybmean, LmeanAnd said near
Average value rgave, Ybave, LaveCorresponding to the ratio
The respective coefficients are obtained, and the respective coefficients are average values of the neighborhood in a positive image.
rgave, Ybave, LaveMultiplied by the relative value of
Extrinsic pixel variable δrgposi, Δybposi, Δlpos i Ask for
And each of the coefficients is
Average value rg ave, Ybave, LaveRelative value of each
Multiplied by the negative pixel variable δrgnega, Δybnega, Δl
nega And the positive pixel variable δrgposi, Δybposi, Δlposi
Are the same as the respective chromaticity values rg, yb of the pixel in the positive image.
In addition to these relative values,
The negative pixel variable δrgnega, Δyb
nega, ΔlnegaIs the chromaticity of the pixel in the negative image
In addition to the relative values of the values rg, yb and the luminance value l,
These relative values are corrected, and each of the pixels is determined by the logarithm of the ratio of these corrected relative values.
The chromaticity values rg and yb and the luminance value 1 are respectively corrected, and these correction results krg (rg), kyb (yb), and kl
(L) is normalized within the range of each output range.
Color image quality improvement method.
法において、 前記正規化は、前記全体の平均値rgmean,ybmean,
lmeanの各々の補正結果krg(rg),kyb(y
bmean),kl (lmean)を前記出力レンジの中間値V
rgmid ,Vybmid ,Vlmid に夫々対応させるように実
行することを特徴とするカラー画像画質改善方法。6. The color image quality improving method according to claim 5, wherein the normalization is performed by using the overall average values rg mean , yb mean ,
l mean each correction result of krg (rg), kyb (y
b mean ), kl (l mean ) is the intermediate value V of the output range.
A method for improving image quality of a color image, wherein the method is performed so as to correspond to rg mid , Vyb mid , and Vl mid , respectively.
段と、 前記画像入力手段により入力されたカラー画像の全画素
の画素値r,g,bを色空間上の各色度値rg,yb及
び輝度値lに変換する色空間変換手段と、 前記色空間変換手段にて得られたカラー画像の全画素の
各色度値rg,yb及び輝度値lの各々を平均して全体
平均値rgmean,ybmean,lmeanを算出する全体平均
算出手段と、 前記色空間変換手段にて得られたカラー画像の各画素毎
に、当該画素の各色度値rg,yb並びに輝度値l及び
その近傍におけるi個の画素の各色度値rg1〜rg
i,yb1〜ybi並びに輝度値l1〜liを抽出する
近傍画像抽出手段と、 前記近傍画像抽出手段により抽出された近傍画素の各色
度値rg1〜rgi,yb1〜ybi並びに輝度値l1
〜liを夫々平均して近傍平均値rgave ,ybave ,
lave を算出する近傍平均算出手段と、 前記全体平均算出手段により算出された全体平均値rg
mean,ybmean,lme anと前記近傍平均算出手段により
算出された近傍平均値rgave ,ybave ,l ave との
比に対応する係数αrgposi,αybposi,αlposi ,αrg
nega,αybnega,αlnega を算出する係数算出手段と、 前記近傍平均算出手段により算出された近傍平均値rg
ave ,ybave ,lav e 及び係数算出手段により算出さ
れた係数αrgposi,αybposi,αlposi に基づいて、ポ
ジティブ画像の画素値変量δrgposi,δybposi,δl
posi を決定するポジティブ画像画素値変量決定手段
と、 前記近傍平均算出手段により算出された近傍平均値rg
ave ,ybave ,lav e 及び係数算出手段により算出さ
れた係数αrgnega,αybnega,αlnega に基づいて、ネ
ガティブ画像の画素値変量δrgnega,δybnega,δl
nega を決定するネガティブ画像画素値変量決定手段
と、 前記ポジティブ画像画素値変量決定手段により決定され
た画素値変量δrgposi,δybposi,δlposi 及び前記ネ
ガティブ画像画素値変量決定手段により決定された画素
値変量δrgnega,δybnega,δlnega の各々に基づいて
夫々当該画素の各色度値rg,yb並びに輝度値lを補
正し、夫々の補正結果の比の対数を求めて画素補正値k
rg(rg),kyb(yb),kl (l)を算出する画素
値補正手段と、 前記画素補正手段により算出された全ての画素補正値k
rg(rg),kyb(yb),kl (l)のうち、最大値
krgmax ,kybmax ,klmax と最小値krgmi n ,kyb
min ,klmin とを算出する補正値最大最小値算出手段
と、 前記補正値最大最小値算出手段により算出された最大値
krgmax ,kybmax ,klmax 及び最小値krgmin ,k
ybmin ,klmin に基づいて、前記画素値補正手段によ
り算出された画素補正値krg(rg),kyb(yb),
kl (l)を出力レンジの範囲内に正規化して正規化変
換値Vrg(rg),Vyb(yb),Vl(l)を算出す
る画素値正規化手段と、 前記画素値正規化手段により算出された各画素の正規化
変換値Vrg(rg),Vyb(yb),Vl (l)に基づ
いて、画像全体を構成して出力する画像出力手段とを備
えたことを特徴とするカラー画像画質改善装置。7. An image input device for inputting a color image.
A step, and all pixels of the color image input by the image input means
Pixel values r, g, b of the color space are represented by respective chromaticity values rg, yb and
Color space conversion means for converting the color image into a luminance value 1;
Average each chromaticity value rg, yb and luminance value l to obtain
Average value rgmean, Ybmean, LmeanCalculate the overall average
Calculating means, for each pixel of the color image obtained by the color space converting means
, The chromaticity values rg, yb and the luminance values l and
Chromaticity values rg1 to rg of i pixels in the vicinity thereof
Extract i, yb1-ybi and luminance values l1-li
Neighboring image extracting means; and each color of neighboring pixels extracted by the neighboring image extracting means
Degree values rg1 to rgi, yb1 to ybi and luminance value l1
Li li is averaged and the neighborhood average value rgave, Ybave,
laveAnd a total average value rg calculated by the total average calculation means.
mean, Ybmean, Lme anAnd the neighborhood average calculating means
The calculated neighborhood average value rgave, Ybave, L aveWith
Coefficient αrg corresponding to the ratioposi, Αybposi, Αlposi , Αrg
nega, Αybnega, Αlnega And a neighborhood average value rg calculated by the neighborhood average calculation section.
ave, Ybave, Lav eAnd calculated by the coefficient calculation means.
Coefficient αrgposi, Αybposi, Αlposi Based on
Pixel value variance δrgposi, Δybposi, Δl
posi Positive image pixel value variable determining means for determining
And a neighborhood average value rg calculated by the neighborhood average calculation means.
ave, Ybave, Lav eAnd calculated by the coefficient calculation means.
Coefficient αrgnega, Αybnega, Αlnega Based on
Pixel value variance δrg of gative imagenega, Δybnega, Δl
nega Negative image pixel value variable determining means for determining
Determined by the positive image pixel value variable determining means
Pixel value variable δrgposi, Δybposi, Δlposi And the said
Pixels determined by the gative image pixel value variable determination means
Value variate δrgnega, Δybnega, Δlnega Based on each of
Each chromaticity value rg, yb and luminance value l of the pixel are complemented.
Correction, the logarithm of the ratio of each correction result is obtained, and the pixel correction value k
Pixels for calculating rg (rg), kyb (yb), kl (l)
Value correction means, and all pixel correction values k calculated by the pixel correction means.
The maximum value of rg (rg), kyb (yb), and kl (l)
krgmax, Kybmax, Klmax And minimum value krgmi n, Kyb
min, Klmin Correction value maximum / minimum value calculation means for calculating
And a maximum value calculated by the correction value maximum / minimum value calculation means.
krgmax, Kybmax, Klmax And minimum value krgmin, K
ybmin, Klmin On the basis of
Pixel correction values krg (rg), kyb (yb),
kl (l) is normalized within the range of the output range,
Calculate the replacement values Vrg (rg), Vyb (yb), Vl (l)
Pixel value normalizing means, and normalization of each pixel calculated by the pixel value normalizing means.
Based on the conversion values Vrg (rg), Vyb (yb), Vl (l)
And image output means for composing and outputting the entire image.
A color image quality improvement device characterized by the following.
置において、 前記画素値正規化手段及び前記画像出力手段に代えて、 前記全体平均算出手段により算出された全体平均値rg
mean,ybmean,lme an及び前記係数算出手段により算
出された係数αrgposi,αybposi,αlposi ,αr
gnega,αybnega,αlnega に基づいて、前記全体平均
値rgmean,ybmean,lmeanの補正値krg(r
gmean),kyb(ybmean),kl (lmean)を算出す
る全体平均補正値算出手段と、 前記画素値補正手段により算出された各画素の画素補正
値krg(rg),kyb(yb),kl (l)と前記全体
平均補正値算出手段により算出された補正値krg(rg
mean),kyb(ybmean),kl (lmean)とを夫々比
較し、前記画素補正値krg(rg),kyb(yb),k
l (l)よりも対応する前記補正値krg(rgmean),
kyb(ybmean),kl (lmean)が大のときには画素
補正値krg(rg),kyb(yb),kl (l)を対応
する出力レンジ範囲内の中間値Vrgmid ,Vybmid ,V
lmid より小さい出力レンジ区間へ線形変換し、前記画
素補正値krg(rg),kyb(yb),kl (l)と対
応する前記補正値krg(rgmean),kyb(y
bmean),kl (lmean)とが等しいときには画素補正
値krg(rg),kyb(yb),kl (l)を対応する
出力レンジ範囲内の中間値Vrgmid ,Vybmid ,Vlmid
へ変換し、前記画素補正値krg(rg),kyb(y
b),kl (l)よりも対応する前記補正値krg(rg
mean),kyb(ybmean),kl (lmean)が小のとき
には画素補正値krg(rg),kyb(yb),kl
(l)を対応する出力レンジ範囲内の中間値Vrgmid ,
Vybmid ,Vlmid より大きい出力レンジ区間へ線形変
換することにより、各画素補正値krg(rg),kyb
(yb),kl (l)を出力レンジの範囲内に正規化し
て正規化変換値Vrg(rg),Vyb(yb),Vl
(l)を算出する画素補正値変換手段と、 前記画素補正値変換手段により算出された各画素の正規
化変換値Vrg(rg),Vyb(yb),Vl (l)に基
づいて、画像全体を構成して出力する正規化画像出力手
段とを備えたことを特徴とするカラー画像画質改善装
置。8. The color image quality improving apparatus according to claim 7, wherein the overall average value rg calculated by said overall average calculation means instead of said pixel value normalization means and said image output means.
I mean, yb mean, l me an and the coefficients calculated by the coefficient calculating means αrg posi, αyb posi, αl posi , αr
g nega, αyb nega, based on .alpha.l nega, the overall average value rg mean, yb mean, the correction value of l mean krg (r
g mean ), kyb (yb mean ), kl (l mean ), and an overall average correction value calculating means, and pixel correction values krg (rg), kyb (yb) of each pixel calculated by the pixel value correcting means. , Kl (l) and the correction value krg (rg) calculated by the overall average correction value calculation means.
mean ), kyb (yb mean ), and kl (l mean ), respectively, and the pixel correction values krg (rg), kyb (yb), k
l (l), the corresponding correction value krg (rg mean ),
When kyb (yb mean ) and kl (l mean ) are large, the pixel correction values krg (rg), kyb (yb), and kl (l) are converted into intermediate values Vrg mid , Vyb mid , and Vl mid in the corresponding output range.
linearly converted to an output range section smaller than l mid, and the correction values krg (rg mean ), kyb (y) corresponding to the pixel correction values krg (rg), kyb (yb), kl (l)
When b mean ) and kl (l mean ) are equal to each other, the pixel correction values krg (rg), kyb (yb), and kl (l) are set to the intermediate values Vrg mid , Vyb mid , and Vl mid within the corresponding output range.
And the pixel correction values krg (rg), kyb (y
b), kl (l), the corresponding correction value krg (rg
mean ), kyb (yb mean ), and kl (l mean ) are small, the pixel correction values krg (rg), kyb (yb), and kl
(L) is the intermediate value Vrg mid , within the corresponding output range.
By linearly converting to an output range section larger than Vyb mid and Vl mid , each pixel correction value krg (rg), kyb
(Yb), kl (l) are normalized within the range of the output range, and normalized conversion values Vrg (rg), Vyb (yb), Vl
A pixel correction value conversion unit for calculating (l), and an entire image based on the normalized conversion values Vrg (rg), Vyb (yb), and Vl (l) of each pixel calculated by the pixel correction value conversion unit. And a normalized image output unit configured to output the image.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP11064602A JP3061614B1 (en) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | Color image quality improvement method and apparatus |
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Publication Number | Publication Date |
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JP3061614B1 JP3061614B1 (en) | 2000-07-10 |
JP2000261685A true JP2000261685A (en) | 2000-09-22 |
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- 1999-03-11 JP JP11064602A patent/JP3061614B1/en not_active Expired - Lifetime
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