JP2003308529A - 画像処理装置 - Google Patents
画像処理装置Info
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 24
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
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- 102100033040 Carbonic anhydrase 12 Human genes 0.000 description 1
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- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 入力ダイナミックレンジが広い撮像装置で得
られた画像であっても、画像のコントラストをより向上
させることができるようにした画像処理装置を提供す
る。 【解決手段】 入力された画像データを構成する画素の
輝度値の平均及び標準偏差を求める平均値・標準偏差算
出部１と、前記画素の輝度値のヒストグラムを生成する
ヒストグラム生成部２と、ヒストグラム生成部２で生成
されたヒストグラムから、平均を中心とした標準偏差の
２倍の範囲内にない輝度の部分を切り捨てるヒストグラ
ム加工部３と、ヒストグラム加工部３で得られたヒスト
グラムに基づいて、ヒストグラムイコライゼイションに
より前記各画素の輝度値を変換するためのテーブルを生
成する変換テーブル生成部４と、変換テーブル生成部４
で生成されたテーブルを用いて前記各画素の輝度値を変
換するデータ変換手段５と、を備える。
られた画像であっても、画像のコントラストをより向上
させることができるようにした画像処理装置を提供す
る。 【解決手段】 入力された画像データを構成する画素の
輝度値の平均及び標準偏差を求める平均値・標準偏差算
出部１と、前記画素の輝度値のヒストグラムを生成する
ヒストグラム生成部２と、ヒストグラム生成部２で生成
されたヒストグラムから、平均を中心とした標準偏差の
２倍の範囲内にない輝度の部分を切り捨てるヒストグラ
ム加工部３と、ヒストグラム加工部３で得られたヒスト
グラムに基づいて、ヒストグラムイコライゼイションに
より前記各画素の輝度値を変換するためのテーブルを生
成する変換テーブル生成部４と、変換テーブル生成部４
で生成されたテーブルを用いて前記各画素の輝度値を変
換するデータ変換手段５と、を備える。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置によって
得られた画像のコントラストを改善する画像処理装置に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】画像のコントラストを改善する手法とし
て、例えば特開平１−２２２３８２の公報に開示されて
いるようなヒストグラムイコライゼイションが従来から
知られている。ヒストグラムイコライゼイションとは、
画像を構成する輝度ｖの画素数をＨ(ｖ)とするとき、輝
度ｕの画素を、以下に示す式１で得られる輝度Ｌ(ｕ)に
変換するものである。上記の公報に開示されている技術
では、ヒストグラムのピーク値に応じて、ヒストグラム
イコライゼイションを行うか否かを決定するようになっ
ている。 【０００３】 【式１】 【０００４】但し、Ｎは、ノーマライズのための係数で
あり、輝度のステップ数（階調数）をｓで表すと、以下
に示す式２が成り立つ。 【０００５】 【式２】 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】このヒストグラムイコ
ライゼイションにより、輝度が平坦に展開されて画像を
見やすくすることができるが、入力ダイナミックレンジ
が広い撮像装置で得られた画像の場合には、コントラス
トがはっきりしなくて、見えにくくなることさえあっ
た。例えば、光信号を電気信号に変換する撮像装置とし
て、入力ダイナミックレンジを広くするために、光電変
換素子により得られた光電流を対数変換するＬＯＧセン
サが従来から知られている。しかしながら、ＬＯＧセン
サによって得られる画像は、その性質上、コントラスト
特性がＬＯＧセンサを用いない場合よりも悪いととも
に、そのままヒストグラムイコライゼイションにより変
換しても、コントラストがそれほど改善されず、画像を
見やすくすることができなかった。このため、入力ダイ
ナミックレンジが広い撮像装置で得られた画像であって
も、画像のコントラストをより向上させて画像を見やす
くさせることができる手法が求められていた。 【０００７】そこで、本発明は、入力ダイナミックレン
ジが広い撮像装置で得られた画像であっても、画像のコ
ントラストをより向上させることができるようにした画
像処理装置を提供することを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の画像処理装置では、入力された画像データ
を構成する画素値の平均及び偏差を求める平均・偏差算
出手段と、前記画素値の平均を中心とした前記画素値の
偏差の所定倍の範囲外の値をもつ画素を切り捨てて前記
画素値のヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段
と、該ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラム
を用いて前記画素値を変換する変換手段と、を備えてい
る。 【０００９】この構成により、入力された画像データの
画素値のヒストグラムが画素値の平均及び偏差に応じて
加工され、この加工されたヒストグラムを用いて画素値
が変換される。その結果、入力された画像データの画素
値のヒストグラムをそのまま用いて画素値が変換される
場合よりも、変換後の画素値の偏差が大きくなる。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
を参照しながら説明する。本発明の実施形態である画像
処理装置のブロック図を図１に示す。同図において、１
は平均値・標準偏差算出部、２はヒストグラム生成部、
３はヒストグラム加工部、４は変換テーブル生成部、５
はデータ変換部、６−１は第１スイッチ、６−２は第２
スイッチ、７はデータ変換制御部である。 【００１１】平均値・標準偏差算出部１は、入力された
画像データを構成する画素の輝度データの平均値Ａ及び
標準偏差σを求める。ヒストグラム生成部２は、入力さ
れた画像データを構成する画素の輝度データに関するヒ
ストグラムを生成する。 【００１２】ヒストグラム加工部３は、ヒストグラム生
成部２で生成されたヒストグラムから、平均値Ａ−標準
偏差σよりも小さい輝度、及び、平均値Ａ＋標準偏差σ
よりも大きい輝度の部分を切り捨てる。すなわち、平均
値Ａを中心として標準偏差σの２倍の範囲内にない値を
輝度データとしてもつ画素がないものとして、輝度デー
タのヒストグラムが生成される。 【００１３】変換テーブル生成部４は、ヒストグラム加
工部３で得られたヒストグラムに基づいて、ヒストグラ
ムイコライゼイションにより輝度データを変換するため
のテーブルを生成する。データ変換部５は、変換テーブ
ル生成部４で生成されたテーブルを用いて、入力された
画像データを構成する各画素の輝度データを変換する。 【００１４】すなわち、ヒストグラム加工部３で得られ
たヒストグラムにおいて、輝度ｖの画素数をＨm(ｖ)で
表すと、変換テーブル生成部４及びデータ変換部５の働
きにより、輝度ｕの画素は、以下に示す式３で得られる
輝度Ｌm(ｕ)に変換される。 【００１５】 【式３】 【００１６】但し、Ｎmはノーマライズのための係数で
あり、輝度のステップ数をｌで表すと、以下に示す式４
が成り立つ。 【００１７】 【式４】 【００１８】第１スイッチ６−１及び第２スイッチ６−
２は、入力された画像データをデータ変換部５を介して
出力するか、それとも、データ変換部５を介することな
く、そのまま出力するかを切り換えるためのものであ
る。 【００１９】データ変換制御部７は、平均値・標準偏差
算出部１で求められた標準偏差σが所定値（例えば１）
以上であるときには、入力された画像データがデータ変
換部５を介して出力され、一方、平均値・標準偏差算出
部１で求められた標準偏差σが所定値（例えば１）未満
であるときには、入力された画像データがデータ変換部
５を介することなくそのまま出力されるように、第１ス
イッチ６−１及び第２スイッチ６−２を制御する。 【００２０】以上の構成により、入力された画像データ
を構成する画素の輝度データに関して、平均値Ａ、標準
偏差σ、及び、ヒストグラムＨの関係が例えば図２に示
すようになる場合には、同図中に斜線で示す部分を取り
除いた形のヒストグラムＨmに基づいて、ヒストグラム
イコライゼイション等により輝度データを変換するため
のテーブルが生成される。 【００２１】そして、入力された画像データは、標準偏
差σが所定値以上であるときには、各画素の輝度データ
が上記テーブルを用いて変換されて出力される。その結
果、例えば図２の（ａ）に示すヒストグラムＨは図２の
（ｂ）に示すヒストグラムＨ’に変換される。尚、入力
された画像データは、画素の輝度値の標準偏差σが所定
値未満であるときには、そのまま出力される。 【００２２】このように、本実施形態の画像処理装置で
は、入力された画像データを構成する各画素の輝度値の
ヒストグラムを輝度値の平均及び偏差に応じて加工し、
この加工したヒストグラムを用いて画素値を変換してい
る。その結果、入力された画像データの画素の輝度値の
ヒストグラムをそのまま用いて輝度値を変換する場合よ
りも、変換後の画素値の偏差が大きくなり、画像のコン
トラストを向上させることができる。 【００２３】尚、入力された画像データを構成する画素
の輝度データの標準偏差σが所定値未満であるときに
は、ヒストグラムの生成及び加工、並びに、ヒストグラ
ムイコライゼイション等により輝度データを変換するた
めのテーブルの生成を行わないようにしてもよい。 【００２４】また、上記実施形態では、画素値の平均を
中心とした画素値の標準偏差の２倍の範囲外の値をもつ
画素を切り捨てて画素値のヒストグラムを生成し、この
生成したヒストグラムを用いて画素値を変換するように
なっていたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、画素値の平均を中心とした画素値の偏差の所定倍の
範囲外の値をもつ画素を切り捨てて前記画素値のヒスト
グラムを生成し、この生成したヒストグラムを用いて画
素値を変換するようになっていればよい。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像処理
装置によれば、入力された画像データの画素値のヒスト
グラムを画素値の平均及び偏差に応じて加工し、この加
工したヒストグラムを用いて画素値の分布を変換するの
で、入力された画像データの画素値のヒストグラムをそ
のまま用いて画素値の分布を変換される場合よりも、変
換後の画素値の偏差が大きくなり、入力ダイナミックレ
ンジが広い撮像装置で得られた画像であっても、画像の
コントラストを向上させることができるようになる。
得られた画像のコントラストを改善する画像処理装置に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】画像のコントラストを改善する手法とし
て、例えば特開平１−２２２３８２の公報に開示されて
いるようなヒストグラムイコライゼイションが従来から
知られている。ヒストグラムイコライゼイションとは、
画像を構成する輝度ｖの画素数をＨ(ｖ)とするとき、輝
度ｕの画素を、以下に示す式１で得られる輝度Ｌ(ｕ)に
変換するものである。上記の公報に開示されている技術
では、ヒストグラムのピーク値に応じて、ヒストグラム
イコライゼイションを行うか否かを決定するようになっ
ている。 【０００３】 【式１】 【０００４】但し、Ｎは、ノーマライズのための係数で
あり、輝度のステップ数（階調数）をｓで表すと、以下
に示す式２が成り立つ。 【０００５】 【式２】 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】このヒストグラムイコ
ライゼイションにより、輝度が平坦に展開されて画像を
見やすくすることができるが、入力ダイナミックレンジ
が広い撮像装置で得られた画像の場合には、コントラス
トがはっきりしなくて、見えにくくなることさえあっ
た。例えば、光信号を電気信号に変換する撮像装置とし
て、入力ダイナミックレンジを広くするために、光電変
換素子により得られた光電流を対数変換するＬＯＧセン
サが従来から知られている。しかしながら、ＬＯＧセン
サによって得られる画像は、その性質上、コントラスト
特性がＬＯＧセンサを用いない場合よりも悪いととも
に、そのままヒストグラムイコライゼイションにより変
換しても、コントラストがそれほど改善されず、画像を
見やすくすることができなかった。このため、入力ダイ
ナミックレンジが広い撮像装置で得られた画像であって
も、画像のコントラストをより向上させて画像を見やす
くさせることができる手法が求められていた。 【０００７】そこで、本発明は、入力ダイナミックレン
ジが広い撮像装置で得られた画像であっても、画像のコ
ントラストをより向上させることができるようにした画
像処理装置を提供することを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の画像処理装置では、入力された画像データ
を構成する画素値の平均及び偏差を求める平均・偏差算
出手段と、前記画素値の平均を中心とした前記画素値の
偏差の所定倍の範囲外の値をもつ画素を切り捨てて前記
画素値のヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段
と、該ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラム
を用いて前記画素値を変換する変換手段と、を備えてい
る。 【０００９】この構成により、入力された画像データの
画素値のヒストグラムが画素値の平均及び偏差に応じて
加工され、この加工されたヒストグラムを用いて画素値
が変換される。その結果、入力された画像データの画素
値のヒストグラムをそのまま用いて画素値が変換される
場合よりも、変換後の画素値の偏差が大きくなる。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
を参照しながら説明する。本発明の実施形態である画像
処理装置のブロック図を図１に示す。同図において、１
は平均値・標準偏差算出部、２はヒストグラム生成部、
３はヒストグラム加工部、４は変換テーブル生成部、５
はデータ変換部、６−１は第１スイッチ、６−２は第２
スイッチ、７はデータ変換制御部である。 【００１１】平均値・標準偏差算出部１は、入力された
画像データを構成する画素の輝度データの平均値Ａ及び
標準偏差σを求める。ヒストグラム生成部２は、入力さ
れた画像データを構成する画素の輝度データに関するヒ
ストグラムを生成する。 【００１２】ヒストグラム加工部３は、ヒストグラム生
成部２で生成されたヒストグラムから、平均値Ａ−標準
偏差σよりも小さい輝度、及び、平均値Ａ＋標準偏差σ
よりも大きい輝度の部分を切り捨てる。すなわち、平均
値Ａを中心として標準偏差σの２倍の範囲内にない値を
輝度データとしてもつ画素がないものとして、輝度デー
タのヒストグラムが生成される。 【００１３】変換テーブル生成部４は、ヒストグラム加
工部３で得られたヒストグラムに基づいて、ヒストグラ
ムイコライゼイションにより輝度データを変換するため
のテーブルを生成する。データ変換部５は、変換テーブ
ル生成部４で生成されたテーブルを用いて、入力された
画像データを構成する各画素の輝度データを変換する。 【００１４】すなわち、ヒストグラム加工部３で得られ
たヒストグラムにおいて、輝度ｖの画素数をＨm(ｖ)で
表すと、変換テーブル生成部４及びデータ変換部５の働
きにより、輝度ｕの画素は、以下に示す式３で得られる
輝度Ｌm(ｕ)に変換される。 【００１５】 【式３】 【００１６】但し、Ｎmはノーマライズのための係数で
あり、輝度のステップ数をｌで表すと、以下に示す式４
が成り立つ。 【００１７】 【式４】 【００１８】第１スイッチ６−１及び第２スイッチ６−
２は、入力された画像データをデータ変換部５を介して
出力するか、それとも、データ変換部５を介することな
く、そのまま出力するかを切り換えるためのものであ
る。 【００１９】データ変換制御部７は、平均値・標準偏差
算出部１で求められた標準偏差σが所定値（例えば１）
以上であるときには、入力された画像データがデータ変
換部５を介して出力され、一方、平均値・標準偏差算出
部１で求められた標準偏差σが所定値（例えば１）未満
であるときには、入力された画像データがデータ変換部
５を介することなくそのまま出力されるように、第１ス
イッチ６−１及び第２スイッチ６−２を制御する。 【００２０】以上の構成により、入力された画像データ
を構成する画素の輝度データに関して、平均値Ａ、標準
偏差σ、及び、ヒストグラムＨの関係が例えば図２に示
すようになる場合には、同図中に斜線で示す部分を取り
除いた形のヒストグラムＨmに基づいて、ヒストグラム
イコライゼイション等により輝度データを変換するため
のテーブルが生成される。 【００２１】そして、入力された画像データは、標準偏
差σが所定値以上であるときには、各画素の輝度データ
が上記テーブルを用いて変換されて出力される。その結
果、例えば図２の（ａ）に示すヒストグラムＨは図２の
（ｂ）に示すヒストグラムＨ’に変換される。尚、入力
された画像データは、画素の輝度値の標準偏差σが所定
値未満であるときには、そのまま出力される。 【００２２】このように、本実施形態の画像処理装置で
は、入力された画像データを構成する各画素の輝度値の
ヒストグラムを輝度値の平均及び偏差に応じて加工し、
この加工したヒストグラムを用いて画素値を変換してい
る。その結果、入力された画像データの画素の輝度値の
ヒストグラムをそのまま用いて輝度値を変換する場合よ
りも、変換後の画素値の偏差が大きくなり、画像のコン
トラストを向上させることができる。 【００２３】尚、入力された画像データを構成する画素
の輝度データの標準偏差σが所定値未満であるときに
は、ヒストグラムの生成及び加工、並びに、ヒストグラ
ムイコライゼイション等により輝度データを変換するた
めのテーブルの生成を行わないようにしてもよい。 【００２４】また、上記実施形態では、画素値の平均を
中心とした画素値の標準偏差の２倍の範囲外の値をもつ
画素を切り捨てて画素値のヒストグラムを生成し、この
生成したヒストグラムを用いて画素値を変換するように
なっていたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、画素値の平均を中心とした画素値の偏差の所定倍の
範囲外の値をもつ画素を切り捨てて前記画素値のヒスト
グラムを生成し、この生成したヒストグラムを用いて画
素値を変換するようになっていればよい。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像処理
装置によれば、入力された画像データの画素値のヒスト
グラムを画素値の平均及び偏差に応じて加工し、この加
工したヒストグラムを用いて画素値の分布を変換するの
で、入力された画像データの画素値のヒストグラムをそ
のまま用いて画素値の分布を変換される場合よりも、変
換後の画素値の偏差が大きくなり、入力ダイナミックレ
ンジが広い撮像装置で得られた画像であっても、画像の
コントラストを向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態である画像処理装置のブ
ロック図である。 【図２】 画像を構成する各画素の輝度値のヒストグラ
ムの一例を示す図である。 【符号の説明】 １ 平均値・標準偏差算出部 ２ ヒストグラム生成部 ３ ヒストグラム加工部 ４ 変換テーブル生成部 ５ データ変換部 ６−１ 第１スイッチ ６−２ 第２スイッチ ７ データ変換制御部
ロック図である。 【図２】 画像を構成する各画素の輝度値のヒストグラ
ムの一例を示す図である。 【符号の説明】 １ 平均値・標準偏差算出部 ２ ヒストグラム生成部 ３ ヒストグラム加工部 ４ 変換テーブル生成部 ５ データ変換部 ６−１ 第１スイッチ ６−２ 第２スイッチ ７ データ変換制御部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5B057 BA02 CA02 CA08 CA12 CA16
CB02 CB08 CB12 CB16 CC01
CE11 DA17 DB02 DB05 DB09
DC23 DC36
5C077 LL01 LL19 MP01 NN02 PP03
PP15 PP46 PQ12 PQ19
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 入力された画像データを構成する画素値
の平均及び偏差を求める平均・偏差算出手段と、 前記画素値の平均を中心とした前記画素値の偏差の所定
倍の範囲外の値をもつ画素を切り捨てて前記画素値のヒ
ストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、 該ヒストグラム生成手段で生成されたヒストグラムを用
いて前記画素値を変換する変換手段と、を備えたことを
特徴とする画像処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002111597A JP2003308529A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002111597A JP2003308529A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 画像処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003308529A true JP2003308529A (ja) | 2003-10-31 |
Family
ID=29394345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002111597A Pending JP2003308529A (ja) | 2002-04-15 | 2002-04-15 | 画像処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003308529A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100756318B1 (ko) * | 2006-01-16 | 2007-09-06 | 삼성전자주식회사 | 이득 조절 가능한 절단 빈도함수 평활화를 이용한 영상처리 방법 및 시스템 |
| JP2007251721A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Japan Radio Co Ltd | 移動物体検知装置及びその方法 |
| JP2007336530A (ja) * | 2006-05-17 | 2007-12-27 | Sony Corp | 画像補正回路、画像補正方法および画像表示装置 |
| US8369645B2 (en) | 2006-05-17 | 2013-02-05 | Sony Corporation | Image correction circuit, image correction method and image display |
| KR101468433B1 (ko) * | 2014-05-16 | 2014-12-10 | 중앙대학교 산학협력단 | 결합된 색상 채널 변환 맵을 이용한 다이나믹 레인지 확장 장치 및 방법 |
| KR20160065474A (ko) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | 한화테크윈 주식회사 | 히스토그램을 이용한 영상 처리 방법 및 그 장치 |
-
2002
- 2002-04-15 JP JP2002111597A patent/JP2003308529A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100756318B1 (ko) * | 2006-01-16 | 2007-09-06 | 삼성전자주식회사 | 이득 조절 가능한 절단 빈도함수 평활화를 이용한 영상처리 방법 및 시스템 |
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| KR20160065474A (ko) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | 한화테크윈 주식회사 | 히스토그램을 이용한 영상 처리 방법 및 그 장치 |
| KR101981039B1 (ko) | 2014-12-01 | 2019-08-28 | 한화정밀기계 주식회사 | 히스토그램을 이용한 영상 처리 방법 및 그 장치 |
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