JP2003256830A - コントラスト強調方式 - Google Patents

コントラスト強調方式

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画面を領域毎に分割し、その領域のヒストグ
ラムを用い、ヒストグラム平滑化処理を施す方法におい
て、領域境界で不連続な画像になることを回避し、か
つ、コントラスト強調が可能な方式を得ることを目的と
する。 【解決手段】 入力画像の任意の対象領域の輝度変換
に用いるヒストグラムをその上記対象領域のみのヒスト
グラムのみでなく、上記対象領域のヒストグラムに重み
係数を乗じたものと、上記対象領域に近接する領域のヒ
ストグラムに重み係数を乗じたものの総和を用いて、新
たなる輝度変換用ヒストグラムを算出し、ヒストグラム
平滑化処理を行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、撮像機等で取得
した画像を鮮明化してディスプレイ等の出力装置に表示
する映像処理装置において、全画面領域の輝度を飽和の
ない状態にし、コントラストを強調する方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、コントラスト強調方式の一つとし
て、ヒストグラム平滑化処理が用いられているが、単純
な方式では画面上のすべての領域を一つの輝度変換曲線
により輝度変換するため、画面全体としてのコントラス
トは増加するものの、画面の局所的に輝度の飽和が発生
したり、コントラストが低下したり、局所情報が失われ
てしまう場合がある。このため、画面を領域毎に分割
し、それぞれの領域でヒストグラムを計測し、そのヒス
トグラムを用いてヒストグラム平滑化処理を施す方法が
提案されている。
【0003】図7は、従来のコントラスト強調方式によ
る構成例を示した図である。図7において、1は画像入
力部、2は画像入力部1から入力された画像データを画
面内の領域毎に分割する領域分割部、3は領域(1)の
ヒストグラムを計測する領域(1)ヒストグラム計測
部、4は領域(2)のヒストグラムを計測する領域
(2)ヒストグラム計測部、5は領域(N−1)のヒス
トグラムを計測する領域(N−1)ヒストグラム計測
部、6は領域(N)のヒストグラムを計測する領域
(N)ヒストグラム計測部である。ここで、Nは領域分
割部2で画面を領域毎に分割した数であり、縦6分割、
横8分割にした場合は、6×8=48となる。11は領
域(1)から領域(N)までの各領域で計測されたヒス
トグラムを用い、ヒストグラム平滑化を行うヒストグラ
ム平滑化処理部、12は輝度変換を行なう輝度変換用L
UT(ルックアップテーブル)、13はディスプレイ等
の画像出力部である。
【0004】従来方式の構成例では、入力された画像デ
ータは、領域分割部2で領域毎に分割され、領域(1)
ヒストグラム計測部3、領域(2)ヒストグラム計測部
4、同様に、領域(N−1)ヒストグラム計測部5、領
域(N)ヒストグラム計測部6へと各領域のヒストグラ
ム計測部に入力される。ヒストグラム平滑化処理部11
では、入力画像データの輝度値、入力画像データに対応
する領域情報、及び入力画像データに対応する領域のヒ
ストグラム計測結果を元に、ヒストグラム平滑化処理を
施し、輝度変換用LUT12を書き換える。その結果、
入力された画像データの輝度は、出力画像データの輝度
に変換して出力される。
【0005】図8は、従来方式における課題を説明する
図である。この例では、縦6分割、横8分割とした。ま
た、図8では説明の便宜上、近傍の1領域のみを考慮し
た場合で、実際には近傍の8領域のヒストグラムを考慮
する必要がある。図8のように、例えば、領域(1)と
領域(5)の近傍の両領域で入力輝度Xが存在し、それ
ぞれ図中に示すヒストグラムを有するとする。この場
合、領域(1)と領域(5)ではヒストグラムが異なる
ため、領域(1)では入力輝度XはY1に、領域(5)
では入力輝度XはY5にと、それぞれ異なった輝度値に
変換されるため、領域境界で不連続な画像となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、この従来方
式の場合、コントラストは強調されるものの、隣接する
領域で輝度変換曲線が極端に異なる場合、領域の境界に
おいて変換後の画像で不連続が生じてしまうという課題
があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明によるコント
ラスト強調方式は、撮像機などの入力画像を複数の領域
に分割して、各領域毎にヒストグラム平滑化処理を行
い、この入力画像のコントラストを強調する方式におい
て、入力画像の任意の対象領域の輝度変換に用いるヒス
トグラムを、対象領域のみでなく、対象領域に近接する
領域のヒストグラムとの総和を用いて、ヒストグラム平
滑化処理を行う様にしたものである。
【0008】第2の発明によるコントラスト強調方式
は、撮像機などの入力画像を複数の領域に分割して、各
領域毎にヒストグラム平滑化処理を行い、この入力画像
のコントラストを強調する方式において、入力画像の任
意の対象領域の輝度変換に用いるヒストグラムを、対象
領域のみでなく、対象領域のヒストグラムに重み係数を
乗じたものと、対象領域に近接する領域のヒストグラム
に重み係数を乗じたものの総和を用いて、ヒストグラム
平滑化処理を行う様にしたものである。
【0009】第3の発明によるコントラスト強調方式
は、第2の発明において、対象領域のヒストグラムに乗
じる重み係数、および近接する領域のヒストグラムに乗
じる重み係数を、夫々の各領域の平均値に基づいて可変
としたものである。
【0010】第4の発明によるコントラスト強調方式
は、第2の発明において、対象領域のヒストグラムに乗
じる重み係数、および近接する領域のヒストグラムに乗
じる重み係数を、夫々の各領域の平均値、および分散値
に基づいて可変としたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、この発明
の実施の形態1によるコントラスト強調方式を示すブロ
ック図である。図において、1は画像入力部、2は画像
入力部1から入力された画像データを画面内の領域毎に
分割する領域分割部、3は領域(1)のヒストグラムを
計測する領域(1)ヒストグラム計測部、4は領域
(2)のヒストグラムを計測する領域(2)ヒストグラ
ム計測部、5は領域(N−1)のヒストグラムを計測す
る領域(N−1)ヒストグラム計測部、6は領域(N)
のヒストグラムを計測する領域(N)ヒストグラム計測
部、7は領域(1)の輝度変換を行うためのヒストグラ
ムを算出する領域(1)輝度変換用ヒストグラム算出
部、8は領域(2)の輝度変換を行うためのヒストグラ
ムを算出する領域(2)輝度変換用ヒストグラム算出
部、9は領域(N−1)の輝度変換を行うためのヒスト
グラムを算出する領域(N−1)輝度変換用ヒストグラ
ム算出部、10は領域(N)の輝度変換を行うためのヒ
ストグラムを算出する領域(N)輝度変換用ヒストグラ
ム算出部である。ここで、Nは領域分割部2で画面を領
域毎に分割した数であり、縦6分割、横8分割にした場
合は、6×8=48となる。11は領域(1)から領域
(N)までの各領域で計測されたヒストグラムを用い、
ヒストグラム平滑化を行うヒストグラム平滑化処理部、
12は輝度変換を行なう輝度変換用LUT(ルックアッ
プテーブル)、13はディスプレイ等の画像出力部であ
る。
【0012】図2は、この発明の実施の形態1における
対象領域に、輝度変換に用いるヒストグラムを算出する
手段を示す図である。図2では説明の便宜上、近傍の1
領域のみを考慮した場合で、実際には近傍の8領域のヒ
ストグラムを考慮する必要がある。対象領域の輝度変換
に用いるヒストグラムは、対象領域のヒストグラムだけ
でなく、上記対象領域に近接する領域のヒストグラムを
加算する。ヒストグラム平滑化処理では、この新たに算
出したヒストグラムである領域(1)のヒストグラムと
領域(5)のヒストグラムを加算したものを使用する。
【0013】同様な方法で、画面内の分割した全領域に
対し、繰返し実施することによって、変換後の輝度値が
領域境界で不連続になることを回避でき、さらに、局所
的な情報を失うことなく、コントラストを強調できる。
【0014】実施の形態2.図3は、この発明の実施の
形態2によるコントラスト強調方式を示すブロック図、
図4は、この発明の実施の形態2における対象領域に輝
度変換に用いるヒストグラムを算出する手段を示す図で
ある。実施の形態1と同一または相当部分には同一符号
を付してあるので、説明は省略する。図4では説明の便
宜上、近傍の1領域のみを考慮した場合で、実際には近
傍の8領域のヒストグラムを考慮する必要がる。対象領
域の輝度変換に用いるヒストグラムは、上記対象領域の
ヒストグラムだけでなく、上記対象領域に近接する領域
のヒストグラムを加重加算する。
【0015】図4では、対象領域である領域(1)のヒ
ストグラムには、重み係数0.9、近接する領域である
領域(5)のヒストグラムには、重み係数0.1を乗
じ、それぞれを加算する。平滑化処理では、この新たに
算出したヒストグラムである領域(1)のヒストグラム
と領域(5)のヒストグラムを加重加算したものを使用
する。
【0016】同様な方法で、画面内の分割した全領域に
対し、繰返し実施することによって、変換後の輝度値が
領域境界で不連続になることを回避でき、対象領域の重
みを大きくすることで、対象領域内のコントラスト強調
度を向上させることが出来る。
【0017】実施の形態3.図5は、この発明の実施の
形態3によるコントラスト強調方式を示すブロック図で
ある。実施の形態1と同一または相当部分には同一符号
を付してあるので、説明は省略する。14は領域(1)
平均値算出部、15は領域(2)平均値算出部、16は
重み係数K11設定部、17は重み係数K12設定部、
18は重み係数K21設定部、19は重み係数K22設
定部である。実施の形態3では、実施の形態2における
各領域毎に設定する重み係数を、各近接する領域の輝度
平均値と対象領域の輝度平均値を元に決定するものであ
る。近接する領域の輝度平均値と対象領域の輝度平均値
が近い場合は、上記近接する領域と対象領域との類似度
が高く、変換後の画像で領域境界の不連続が発生する可
能性が低いと判断し、上記近接する領域の重み係数を小
さくし、逆に近接する領域に輝度平均値と対象領域の輝
度平均値が遠い場合は、上記近接する領域と対象領域と
の類似度が低く、変換後の画像で領域境界の不連続が発
生する可能性が高いと判断し、それを回避するために上
記近接する領域の重み係数を大きくする。
【0018】すなわち、各近接する領域の輝度平均値を
元に対象領域との類似度を推定し、加算度合いを操作す
ることで、コントラスト強調度を維持したままで、領域
境界の不連続を回避できる。
【0019】実施の形態4.図6は、この発明の実施の
形態4によるコントラスト強調方式を示すブロック図で
ある。実施の形態1と同一または相当部分には同一符号
を付してあるので、説明は省略する。20は領域(1)
分散値算出部、21は領域(2)分散値算出部である。
実施の形態4では、実施の形態2における各領域毎に設
定する重み係数を、各近接する領域の輝度平均値、及び
輝度分散値と対象領域の輝度平均値、及び輝度分散値を
元に決定するものである。近接する領域に輝度平均値と
対象領域の輝度平均値が近く、かつ輝度分散値も近い場
合は、上記近接する領域と対象領域との類似度が高く、
変換後の画像で領域境界の不連続が発生する可能性が低
いと判断し、上記近接する領域の重み係数を小さくし、
それ以外の場合は、上記近接する領域と対象領域との類
似度が低く、変換後の画像で領域境界の不連続が発生す
る可能性が高いと判断し、それを回避するために上記近
接する領域の重み係数を大きくする。
【0020】すなわち、各近接する領域の輝度平均値、
及び輝度分散値を元に対象領域との類似度をより精度良
く推定し、加算度合いを操作することで、コントラスト
強調度を維持したままで、領域境界の不連続を回避でき
る。
【0021】
【発明の効果】第1の発明のコントラスト強調方式によ
れば、画面内の分割した全領域に対し、繰返し実施する
ことによって、変換後の輝度値が領域境界で不連続にな
ることを回避でき、さらに、局所的な情報を失うことな
く、コントラストを強調できる。
【0022】第2乃至第4の発明のコントラスト強調方
式によれば、画面内の分割した全領域に対し、繰返し実
施することによって、変換後の輝度値が領域境界で不連
続になることを回避でき、対象領域の重みを大きくする
ことで、対象領域内のコントラスト強調度を向上させる
ことができる。
【0023】第3の発明のコントラスト強調方式によれ
ば、各近接する領域の輝度平均値を元に対象領域との類
似度を推定し、加算度合いを操作することで、コントラ
スト強調度を維持したままで、領域境界の不連続を回避
できる。
【0024】第4の発明のコントラスト強調方式によれ
ば、各近接する領域の輝度平均値、及び輝度分散値を元
に対象領域との類似度をより精度良く推定し、加算度合
いを操作することで、コントラスト強調度を維持したま
まで、領域境界の不連続を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明によるコントラスト強調方式の実施
の形態1を示す図である。
【図2】 この発明によるコントラスト強調方式の実施
の形態1における対象領域に輝度変換に用いるヒストグ
ラムを算出する手段を示す図である。
【図3】 この発明によるコントラスト強調方式の実施
の形態2を示す図である。
【図4】 この発明によるコントラスト強調方式の実施
の形態2における対象領域に輝度変換に用いるヒストグ
ラムを算出する手段を示す図である。
【図5】 この発明によるコントラスト強調方式の実施
の形態3を示す図である。
【図6】 この発明によるコントラスト強調方式の実施
の形態4を示す図である。
【図7】 従来のコントラスト強調方式による構成例を
示した図である。
【図8】 従来のコントラスト強調方式による課題を説
明する図である。
【符号の説明】
1 画像入力部、2 領域分割部、3 領域(1)ヒス
トグラム計測部、4 領域(2)ヒストグラム計測部、
5 領域(N−1)ヒストグラム計測部、6 領域
(N)ヒストグラム計測部、7 領域(1)輝度変換用
ヒストグラム算出部、8 領域(2)輝度変換用ヒスト
グラム算出部、9 領域(N−1)輝度変換用ヒストグ
ラム算出部、10 領域(N)輝度変換用ヒストグラム
算出部、11 ヒストグラム平滑化処理部、12 輝度
変換用LUT、13 画像出力部、14 領域(1)平
均値算出部、15 領域(2)平均値算出部、16 重
み係数K11設定部、17 重み係数K12設定部、1
8 重み係数K21設定部、19 重み係数K22設定
部、20 領域(1)分散値算出部、21 領域(2)
分散値算出部。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像機などの入力画像を複数の領域に分
    割して、各領域毎にヒストグラム平滑化処理を行い、こ
    の入力画像のコントラストを強調する方式において、上
    記入力画像の任意の対象領域の輝度変換に用いるヒスト
    グラムを、上記対象領域のみでなく、上記対象領域に近
    接する領域のヒストグラムとの総和を用いて、ヒストグ
    ラム平滑化処理を行うことを特徴とするコントラスト強
    調方式。
  2. 【請求項2】 撮像機などの入力画像を複数の領域に分
    割して、各領域毎にヒストグラム平滑化処理を行い、こ
    の入力画像のコントラストを強調する方式において、上
    記入力画像の任意の対象領域の輝度変換に用いるヒスト
    グラムを、上記対象領域のみでなく、上記対象領域のヒ
    ストグラムに重み係数を乗じたものと、上記対象領域に
    近接する領域のヒストグラムに重み係数を乗じたものの
    総和を用いて、ヒストグラム平滑化処理を行うことを特
    徴とするコントラスト強調方式。
  3. 【請求項3】 上記対象領域のヒストグラムに乗じる重
    み係数、および上記近接する領域のヒストグラムに乗じ
    る重み係数を、夫々の各領域の平均値に基づいて可変と
    する、請求項2に記載のコントラスト強調方式。
  4. 【請求項4】 上記対象領域のヒストグラムに乗じる重
    み係数、および上記近接する領域のヒストグラムに乗じ
    る重み係数を、夫々の各領域の平均値、および分散値に
    基づいて可変とする、請求項2に記載のコントラスト強
    調方式。
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