JP2006277688A - Apparatus and method for improving image quality, and program therefor - Google Patents

Apparatus and method for improving image quality, and program therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2006277688A
JP2006277688A JP2005100083A JP2005100083A JP2006277688A JP 2006277688 A JP2006277688 A JP 2006277688A JP 2005100083 A JP2005100083 A JP 2005100083A JP 2005100083 A JP2005100083 A JP 2005100083A JP 2006277688 A JP2006277688 A JP 2006277688A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
pixel
distribution
predetermined
pixel value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005100083A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Uidodo Ari
アリ・ウィドド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso IT Laboratory Inc
Original Assignee
Denso IT Laboratory Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso IT Laboratory Inc filed Critical Denso IT Laboratory Inc
Priority to JP2005100083A priority Critical patent/JP2006277688A/en
Publication of JP2006277688A publication Critical patent/JP2006277688A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for improving image quality, to automatically adjust luminance according to the luminance information of an input image so as to enable an image output of stable image quality, and also to provide a computer program for executing the method. <P>SOLUTION: The apparatus includes: a bandpass filter section 21 for eliminating noise from the input image, and enhancing contrast using a change in the luminance between neighboring pixels, etc.; an average value correction section 22 for obtaining an average luminance value and correcting the luminance value to satisfy a predetermined condition; and a variance correction section 23 for obtaining a luminance value distribution and correcting the luminance value distribution so as to satisfy a predetermined condition. Thus, an image (of stable image quality) having a luminance value and a dispersion value of the luminance value constantly included within a certain range is generated. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像した画像の画質改善に関し、特に明暗環境の変動がある屋外や車の中などで被写体を撮像して得た画像を用いた物体検出・認識システムに良好な画質改善装置及び画質改善方法並びにその方法を実行するためのコンピュータプログラムに関する。   The present invention relates to image quality improvement of captured images, and particularly to an image quality improvement apparatus and image quality that are favorable for an object detection / recognition system using an image obtained by imaging a subject outdoors or in a car where there are fluctuations in the brightness environment The present invention relates to an improvement method and a computer program for executing the method.

従来より、画像を用いた物体検出・認識システムについての研究が行われている。以下、説明をわかりやすくするため、検出・認識対象物体を人物として説明する。このような研究は、人物の顔を検出・認識することで、セキュリティシステムの性能向上や自動車などの運転手の居眠り・脇見運転防止などを目的としている。   Conventionally, research on object detection / recognition systems using images has been conducted. Hereinafter, in order to make the description easy to understand, the detection / recognition target object is described as a person. Such research aims at improving the performance of security systems and preventing drivers from falling asleep and looking aside by detecting and recognizing human faces.

これらのアプリケーションにおいて人物検出・認識装置では、画像に写されている人物の輝度情報は一定条件を満たすことが要求されている。しかし、屋外や車室内などの環境では明暗の変動が激しく、屋外でのセキュリティ装置や運転者監視装置などにとって安定した画質の画像の生成が不可欠であり、安定した画質の画像生成装置及び方法が必要である。   In these applications, the person detection / recognition apparatus is required to satisfy certain conditions in the luminance information of the person shown in the image. However, fluctuations in brightness and darkness are severe in the environment such as outdoors or in a vehicle interior, and it is indispensable to generate images with stable image quality for outdoor security devices and driver monitoring devices. is necessary.

安定した画質の画像を生成するための従来技術として、まず、顔領域を抽出し、カメラ光軸の周りの回転を補正してから、顔表面上にある輝度ムラを補正する。このような技術が下記の特許文献1に開示されている。
特開2001−331795号公報(段落0014〜0029)
As a conventional technique for generating an image with stable image quality, first, a face region is extracted, and the rotation around the camera optical axis is corrected, and then the luminance unevenness on the face surface is corrected. Such a technique is disclosed in Patent Document 1 below.
JP 2001-331795 A (paragraphs 0014 to 0029)

しかしながら、明暗環境の変化により、顔表面上の輝度値が明る過ぎたり、暗過ぎると、顔の検出が困難な場合があるため、特許文献1で開示されている技術の利用が困難となる。そこで、撮影部であるカメラから入力される画像信号に対して常に安定した画質の画像を生成する必要がある。   However, if the brightness value on the face surface is too bright or too dark due to changes in the light and dark environment, it may be difficult to detect the face, and thus the technique disclosed in Patent Document 1 will be difficult to use. Therefore, it is necessary to always generate an image with stable image quality with respect to an image signal input from a camera as a photographing unit.

本発明は、上述の課題を解決するものであり、カメラから入力される画像信号に対し、常に安定した画質の画像を生成可能とする、画質改善装置及び画質改善方法並びにその方法を実行するためのプログラムの提供を目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described problem, and performs an image quality improvement apparatus, an image quality improvement method, and a method thereof that can always generate an image with stable image quality from an image signal input from a camera. The purpose is to provide a program.

上述の課題を解決するために、本発明によれば、入力された画像信号中、ラスタを構成する複数の画素の内、主要な各画素の輝度を当該画素の周囲の画素の輝度と比較して画素値を得る画素値算出部と、目標の平均輝度値に画像の画素値を補正する平均値補正手段と、目標の輝度分散値に画像の画素値を補正する分散値補正手段とを備える画質改善装置、及び同様な処理を行う画質改善方法及びその方法を実行するためのプログラムが提供される。   In order to solve the above-described problems, according to the present invention, the luminance of each main pixel in a plurality of pixels constituting a raster is compared with the luminance of pixels around the pixel in the input image signal. A pixel value calculation unit that obtains a pixel value, an average value correction unit that corrects the pixel value of the image to the target average luminance value, and a variance value correction unit that corrects the pixel value of the image to the target luminance variance value. An image quality improving apparatus, an image quality improving method for performing similar processing, and a program for executing the method are provided.

すなわち本発明によれば、入力された画像信号で得られるラスタを構成する複数の画素の内、主要な各画素の輝度を当該画素の周囲の画素の輝度と比較して画素値を得るステップと、
前記画素値の平均値を算出するステップと、
前記平均値が所定値からずれているときは、画素値とその頻度により定まる画素値の分布における前記平均値が所定値に一致するよう、前記分布をシフトして前記画素値を補正するステップと、
前記補正するステップで得られた画素値の分布から所定範囲の画素値を変換対象画素値として求めるステップと、
前記変換対象画素値の範囲内にある画素が所定の分散値を持つ分布になるように補正するステップとを、
有する画質改善方法が提供される。
That is, according to the present invention, the step of obtaining the pixel value by comparing the luminance of each main pixel with the luminance of the pixels around the pixel among the plurality of pixels constituting the raster obtained from the input image signal; ,
Calculating an average value of the pixel values;
A step of correcting the pixel value by shifting the distribution so that the average value in the distribution of the pixel value determined by the pixel value and its frequency matches the predetermined value when the average value deviates from the predetermined value; ,
Obtaining a predetermined range of pixel values as a conversion target pixel value from the distribution of pixel values obtained in the correcting step;
Correcting so that pixels within the range of the conversion target pixel value have a distribution having a predetermined dispersion value,
A method for improving image quality is provided.

また本発明によれば、入力された画像信号で得られるラスタを構成する複数の画素の内、主要な各画素の輝度を当該画素の周囲の画素の輝度と比較して画素値を得るステップと、
前記画素値の平均値を算出するステップと、
前記平均値が所定値からずれているときは、画素値とその頻度により定まる画素値の分布における前記平均値が所定値に一致するよう、前記分布をシフトして前記画素値を補正するステップと、
前記補正するステップで得られた画素値の分布から所定範囲の画素値を変換対象画素値として求めるステップと、
前記変換対象画素値の範囲内にある画素が所定の分散値を持つ分布になるように補正するステップとを、
有する画質改善方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。
According to the present invention, the step of obtaining the pixel value by comparing the luminance of each of the main pixels among the plurality of pixels constituting the raster obtained from the input image signal with the luminance of pixels around the pixel; ,
Calculating an average value of the pixel values;
A step of correcting the pixel value by shifting the distribution so that the average value in the distribution of the pixel value determined by the pixel value and its frequency matches the predetermined value when the average value deviates from the predetermined value; ,
Obtaining a predetermined range of pixel values as a conversion target pixel value from the distribution of pixel values obtained in the correcting step;
Correcting so that pixels within the range of the conversion target pixel value have a distribution having a predetermined dispersion value,
A program for causing a computer to execute the image quality improving method is provided.

また本発明によれば、入力された画像信号で得られるラスタを構成する複数の画素の内、主要な各画素の輝度を当該画素の周囲の画素の輝度と比較して画素値を得る画素値算出部と、
前記画素値の平均値を算出する平均値算出部と、
前記平均値が所定値からずれているときは、画素値とその頻度により定まる画素値の分布における前記平均値が所定値に一致するよう、前記分布をシフトして前記画素値を補正する画素値の補正部と、
前記補正部で得られた画素値の分布から画素値が所定値以上であるものと、所定値以下であるものを削除して変換対象画素値の範囲を求める変換対象画素値範囲の算出部と、
前記変換対象画素値の範囲内にある画素が所定の分散値を持つ分布になるように補正する画素値の補正部とを、
有する画質改善装置が提供される。
なお、画素値算出部として入力画像上の雑音を除去すると同時に画像のコントラストを向上させるバンドパスフィルタ手段を用いることは本発明の好ましい態様である。
Further, according to the present invention, a pixel value for obtaining a pixel value by comparing the luminance of each main pixel with the luminance of pixels around the pixel among a plurality of pixels constituting a raster obtained from an input image signal A calculation unit;
An average value calculation unit for calculating an average value of the pixel values;
When the average value deviates from the predetermined value, a pixel value for correcting the pixel value by shifting the distribution so that the average value in the distribution of the pixel value determined by the pixel value and its frequency matches the predetermined value The correction part of
A conversion target pixel value range calculation unit that obtains a range of pixel values to be converted by deleting pixel values that are equal to or larger than a predetermined value and those that are equal to or smaller than a predetermined value from the distribution of pixel values obtained by the correction unit; ,
A pixel value correction unit that corrects the pixels within the range of the conversion target pixel value to have a distribution having a predetermined dispersion value;
An apparatus for improving image quality is provided.
Note that it is a preferable aspect of the present invention to use a band-pass filter unit that removes noise on the input image and simultaneously improves the contrast of the image as the pixel value calculation unit.

本発明の画質改善装置及び方法並びにプログラムは、上記構成を有し、カメラから入力される画像信号に対して輝度を補正し、明暗環境の変動があっても常に安定した画質の画像の生成を可能とさせる。   The image quality improvement apparatus, method, and program of the present invention have the above-described configuration, correct luminance for an image signal input from a camera, and always generate an image with stable image quality even when there is a change in light and dark environments. Make it possible.

以下、本発明の実施の形態に係る画質改善装置及び処理方法について、図1〜図8を用いて説明する。図1は本発明の一実施の形態としての画質改善装置の概略構成を示す図である。図2A及び図2Bは本発明の実施の形態に係る画質改善装置における平均値補正部での補正前と補正後の画素値の分布を示す図である。図3は本発明の実施の形態に係る画質改善装置における平均値補正部の構成を示す図である。図4は本発明の実施の形態に係る画質改善装置における分散値補正部の構成を示す図である。図5は本発明の実施の形態に係る画質改善装置における変換対象画素値範囲の算出部の構成を示す図である。図6は本発明の実施の形態に係る画質改善装置における画素値の累積確率分布を示す図である。図7は本発明の実施の形態に係る画質改善装置における画素値の標本値算出概要を示す図である。図8は本発明の実施の形態に係る画質改善装置における画質改善フローについて説明するためのフローチャートである。   Hereinafter, an image quality improvement apparatus and a processing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image quality improvement apparatus as an embodiment of the present invention. 2A and 2B are diagrams showing distributions of pixel values before and after correction by the average value correction unit in the image quality improvement apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the average value correction unit in the image quality improvement apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the dispersion value correction unit in the image quality improvement apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a conversion target pixel value range calculation unit in the image quality improvement apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a cumulative probability distribution of pixel values in the image quality improvement apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing an outline of sample value calculation of pixel values in the image quality improvement apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a flowchart for explaining an image quality improvement flow in the image quality improvement apparatus according to the embodiment of the present invention.

まず、本発明の実施の形態に係る画質改善装置の概略構成について図1を用いて説明する。図1に示すように、画質改善装置20は、バンドパスフィルタ部21、平均値補正部22、分散値補正部23から構成されている。画像入力部10はカメラなどにより撮影された画像を示す信号を取り込む。この画像入力部10に取り込まれた入力画像信号はバンドパスフィルタ部21に送られる。ここでは、取り込まれた入力画像信号の輝度値の範囲が0〜255である。本実施の形態では、画素値を8ビットのデジタル信号で表しているが、輝度値の範囲は、画素値を表すデジタル信号のビット数に応じて変更可能である。なお、図1に示す画質改善装置20内の複数のブロックや、後述する他のブロック図に示すブロックは、ディスクリートな回路として構成することもできるが、CPU(中央演算処理装置)とメモリ、インターフェイスなどからなるコンピュータにより実現することができる。   First, a schematic configuration of an image quality improvement apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the image quality improvement apparatus 20 includes a band pass filter unit 21, an average value correction unit 22, and a dispersion value correction unit 23. The image input unit 10 takes in a signal indicating an image taken by a camera or the like. The input image signal captured by the image input unit 10 is sent to the band pass filter unit 21. Here, the range of the luminance value of the captured input image signal is 0 to 255. In the present embodiment, the pixel value is represented by an 8-bit digital signal, but the range of the luminance value can be changed according to the number of bits of the digital signal representing the pixel value. A plurality of blocks in the image quality improvement apparatus 20 shown in FIG. 1 and blocks shown in other block diagrams to be described later may be configured as discrete circuits, but a CPU (Central Processing Unit), a memory, and an interface It is realizable with the computer which consists of.

バンドパスフィルタ部21では、画像入力部10から送られた入力画像に対してバンドパスフィルタを用いて雑音の除去と輝度特徴(コントラスト)の強調が行われる。ここでは、バンドパスフィルタとしてラプラシアン・オブ・ガウシアン(Laplacian of Gaussian、以下、単にLoGとも言う)フィルタを用いる。なお、LoGフィルタについては公知の技術であるため、詳細については説明を省略する。LoGフィルタの処理方法を下記の式(1)に示す。LoGフィルタの性能はσ(周辺画素との輝度変化を強調する度合いを表す数値)の値に依存する。例としてここではσ=1とした。また、σ=1の場合に生成されたフィルタマスクLoG(i,j)の係数を下記の式(2)に示す。このマスクサイズは7×7画素である。なお、処理された画素の値は実数値であり、式(2)を用いた場合、処理された画素値の範囲は-4590〜+4335となる。このように、バンドパスフィルタ部21は、入力された画像信号で得られるラスタ(1つの画面)を構成する複数の画素の内、主要な各画素の輝度を当該画素の周囲の画素の輝度と比較して画素値を得る画素値算出部として機能している。なお、ラスタの上下左右の外周部に近い位置の画素については、下記の式(2)を適用することができないので、これらの画素の処理は行わない。処理された画像は平均値補正部22に送られる。   The bandpass filter unit 21 performs noise removal and enhancement of luminance characteristics (contrast) on the input image sent from the image input unit 10 using a bandpass filter. Here, a Laplacian of Gaussian (hereinafter, also simply referred to as LoG) filter is used as the bandpass filter. Since the LoG filter is a known technique, a detailed description thereof will be omitted. The processing method of the LoG filter is shown in the following formula (1). The performance of the LoG filter depends on the value of σ (a numerical value representing the degree of emphasizing the luminance change with surrounding pixels). As an example, σ = 1 here. The coefficient of the filter mask LoG (i, j) generated when σ = 1 is shown in the following equation (2). This mask size is 7 × 7 pixels. Note that the value of the processed pixel is a real value, and when Expression (2) is used, the range of the processed pixel value is −4590 to +4335. As described above, the band pass filter unit 21 uses the luminance of each main pixel among the plurality of pixels constituting the raster (one screen) obtained from the input image signal as the luminance of the pixels around the pixel. It functions as a pixel value calculation unit that obtains pixel values by comparison. Note that the following equation (2) cannot be applied to pixels at positions near the upper, lower, left, and right outer peripheral portions of the raster, and therefore these pixels are not processed. The processed image is sent to the average value correction unit 22.

Figure 2006277688
Figure 2006277688

Figure 2006277688
Figure 2006277688

平均値補正部22では、図2A示すようにバンドパスフィルタで処理された画素の値の平均値を補正する。図3に示すように平均値補正部22は、平均値算出部222と、補正値算出部222と、画素値の補正部223を備えている。まず、下記の式(3)を用いて処理された画素の値の平均値を求める。ここでは、Mean_org、Ireal(n,m)、X、Yはそれぞれ補正前の画素値の平均値、横軸nと縦軸mにある画素、画像の横幅と縦幅である。次に、式(3)で算出されたMean_orgを用いて、補正値算出部222で補正値を算出する。補正値算出の一例として、下記の式(4)に示す。ここでは、SHIFT、T_Averageはそれぞれ補正値と補正対象となる目標平均値である。なお、T_Averageは所定のパラメータである。最後に、算出された補正値を用いて、画素値の補正部223で画素値を補正する。画素値の補正方法の一例を式(5)に示す。ここでは、Ireal_restored(x,y)、Ireal(x,y)はそれぞれ横軸xと縦軸yにある画素の補正後の値と補正前の値である。図2Bに補正後の画素値の分布の例を示す。ただし、この例では、T_Average値を0とした。画素平均値が補正された画像は分散値補正部23に送られる。 The average value correction unit 22 corrects the average value of the pixel values processed by the bandpass filter as shown in FIG. 2A. As illustrated in FIG. 3, the average value correction unit 22 includes an average value calculation unit 222, a correction value calculation unit 222, and a pixel value correction unit 223. First, the average value of the processed pixel values is obtained using the following equation (3). Here, Mean_org, I real (n, m), X, Y is the average value of each uncorrected pixel value, a pixel in the horizontal axis n and the vertical axis m, a width and height of the image. Next, a correction value is calculated by the correction value calculation unit 222 using Mean_org calculated by Expression (3). An example of correction value calculation is shown in the following equation (4). Here, SHIFT and T_Average are a correction value and a target average value to be corrected, respectively. T_Average is a predetermined parameter. Finally, the pixel value is corrected by the pixel value correction unit 223 using the calculated correction value. An example of a pixel value correction method is shown in Expression (5). Here, I real_restored (x, y) and I real (x, y) are the corrected value and the uncorrected value of the pixels on the horizontal axis x and the vertical axis y, respectively. FIG. 2B shows an example of pixel value distribution after correction. However, in this example, the T_Average value was set to 0. The image whose pixel average value is corrected is sent to the dispersion value correction unit 23.

Figure 2006277688
Figure 2006277688

Figure 2006277688
Figure 2006277688

Figure 2006277688
Figure 2006277688

分散値補正部23では、安定した画質の画像を得るために、輝度分散がある一定の範囲内になるように画素値を変換し補正する。分散値補正部23は、図4に示すように変換対象画素値範囲の算出部231と、標本値算出部232と、画素値変換部233とを備えている。また、図5に示すように、変換対象画素値範囲の算出部231は、画素累積確率分布算出部2311と範囲の算出部2312とを備えている。照明条件の違いや背景・対象物の模様などにより、画像の画素値(輝度)分布が異なっている。そのため、画像ごとに変換対象の画素値の範囲が異なっている。変換対象画素値範囲の算出部231は、各画像において、変換(補正)対象の画素値の範囲を算出するため、まず、画素累積確率分布算出部2311で図6に示すような画素値の累積確率分布を求める。画素値の累積確率分布は下記の式(6)で求められる。ここで、F(Ireal_restored)はIreal_restoredにおける累積確率(単位:[%])で、P(Ireal_restored)は画素値であるIreal_restoredにおける出現割合(単位:[%])である。次に、算出された画素値の累積確率分布を用いて、変換対象の画素値の範囲を範囲の算出部2312で求める。変換対象画素値範囲の算出方法を下記の式(7)に示す。ここでは、Intensity_min、Intensity_max、Aはそれぞれ、変換対象の最小画素値と変換対象の最大画素値と変換対象外の画素値の累積量である。なお、Aは所定パラメータである。これらの情報と画像は標本値算出部232に送られる。 The dispersion value correcting unit 23 converts and corrects the pixel value so that the luminance dispersion is within a certain range in order to obtain an image with stable image quality. As shown in FIG. 4, the variance value correction unit 23 includes a conversion target pixel value range calculation unit 231, a sample value calculation unit 232, and a pixel value conversion unit 233. Further, as illustrated in FIG. 5, the conversion target pixel value range calculation unit 231 includes a pixel cumulative probability distribution calculation unit 2311 and a range calculation unit 2312. The pixel value (luminance) distribution of the image differs depending on the illumination conditions, the background / object pattern, and the like. For this reason, the range of pixel values to be converted is different for each image. In order to calculate the range of pixel values to be converted (corrected) in each image, the conversion target pixel value range calculation unit 231 first accumulates pixel values as shown in FIG. Find the probability distribution. The cumulative probability distribution of pixel values is obtained by the following equation (6). Here, F (I real_restored) is the cumulative probability of I Real_restored (Unit: [%]) in, P (I real_restored) emergence Percentage of I Real_restored the pixel value (Unit: [%]) is. Next, the range calculation unit 2312 obtains a range of pixel values to be converted using the cumulative probability distribution of the calculated pixel values. The calculation method of the conversion target pixel value range is shown in the following formula (7). Here, Intensity_min, Intensity_max, and A are cumulative amounts of the minimum pixel value to be converted, the maximum pixel value to be converted, and the pixel value not to be converted, respectively. A is a predetermined parameter. These information and image are sent to the sample value calculation unit 232.

Figure 2006277688
Figure 2006277688

Figure 2006277688
Figure 2006277688

次に、標本値算出部232では、実数値である画素値(Ireal_restored(x,y))を0〜255の離散値の輝度に変換するために用いられる標本数を算出する。ここで、図7に示すように、平均値より小さい値の画素値の幅(LMinus)と平均値より大きい画素値の幅(LPlus)が同じ幅にならないことが多いため、平均値が目標となる輝度値からずれないように、平均値より小さい値の画素用の標本値と平均値より大きい値の画素用の標本値を別々に求める必要がある。これらの標本値は下記の式(8)で求められる。ここで、Sampling_Minus、Sampling_Plusはそれぞれ平均値より小さい値の画素用の標本値と平均値より大きい値の画素用の標本値である(図7参照)。また、BとCはそれぞれ平均値より小さい値の画素用の標本数と平均値より大きい値の画素用の標本数であり、所定パラメータである。この値が補正後画像の輝度分布の広がりを決定するものである。なお、BとCは等しい場合もある。 Next, the sample value calculation unit 232 calculates the number of samples used to convert the pixel value (I real_restored (x, y)), which is a real value, into a discrete value of luminance from 0 to 255. Here, as shown in FIG. 7, the width of the pixel value smaller than the average value (L Minus ) and the width of the pixel value larger than the average value (L Plus ) are often not the same width. In order not to deviate from the target luminance value, it is necessary to separately obtain a sample value for pixels having a value smaller than the average value and a sample value for pixels having a value larger than the average value. These sample values are obtained by the following equation (8). Here, Sampling_Minus and Sampling_Plus are a sample value for a pixel having a value smaller than the average value and a sample value for a pixel having a value larger than the average value, respectively (see FIG. 7). B and C are the number of samples for pixels having a value smaller than the average value and the number of samples for pixels having a value larger than the average value, respectively, and are predetermined parameters. This value determines the spread of the luminance distribution of the corrected image. B and C may be equal.

Figure 2006277688
Figure 2006277688

画素値変換部233は、変換対象画素値範囲の算出部231で算出されたIntensity_minとIntensity_maxと、標本値算出部232で算出されたSampling_MinusとSampling_Plusを用いて画素値を変換する。変換は下記の式(9)で行われる。ここでは、Iout(x,y)は変換後の輝度値であり、Iout(x,y)の範囲は0〜255である。また、Dは補正後画像の輝度中心値であり、所定パラメータである。なお、Round[]は小数点第1位を四捨五入することを意味する。 The pixel value conversion unit 233 converts the pixel value using the Intensity_min and Intensity_max calculated by the conversion target pixel value range calculation unit 231 and the Sampling_Minus and Sampling_Plus calculated by the sample value calculation unit 232. The conversion is performed by the following equation (9). Here, I out (x, y) is a luminance value after conversion, and the range of I out (x, y) is 0 to 255. D is the luminance center value of the corrected image, and is a predetermined parameter. Round [] means rounding off the first decimal place.

Figure 2006277688
Figure 2006277688

次に、本発明の画質改善装置における画質改善フローについて図8を用いて説明する。画像入力部10 は、対象物を撮影する、あるいは、不図示の装置から画像を入力し、入力画像はバンドパスフィルタ部10に送られる(ステップS30)。バンドパスフィルタ部21は、入力された画像に対してバンドパスフィルタ(ここでは、LoGフィルタ)をかけて、処理する(ステップS31)。平均値補正部22は、LoGフィルタで処理された画像に対して、画素値の平均を求め、ある画素値(目標値)に対する画素の平均値とのずれを算出し、そのずれを補正する(ステップS32)。分散値補正部23は、平均値を補正された画素値に対して、変換(補正)対象画素値の範囲を求め、その範囲内にある画素をある分散値(目標値)を持つ分布になるように補正(変換)を行う(ステップS33)。   Next, an image quality improvement flow in the image quality improvement apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. The image input unit 10 captures an object or inputs an image from a device (not shown), and the input image is sent to the bandpass filter unit 10 (step S30). The bandpass filter unit 21 performs processing by applying a bandpass filter (here, LoG filter) to the input image (step S31). The average value correction unit 22 calculates an average of pixel values for an image processed by the LoG filter, calculates a deviation of the pixel value from a certain pixel value (target value), and corrects the deviation ( Step S32). The variance value correction unit 23 obtains a range of pixel values to be converted (corrected) for the pixel value whose average value has been corrected, and the pixels within the range have a distribution having a certain variance value (target value). Correction (conversion) is performed as described above (step S33).

以上のように本発明にかかる画質改善装置及び画質改善方法並びにその方法を実行するためのコンピュータプログラムは、輝度変化の激しい画像であっても、その画質を改善することが可能であり、カメラで撮像された画像を用いて被写体の認識を行う各種装置などの分野で有用である。   As described above, the image quality improvement apparatus, the image quality improvement method, and the computer program for executing the method according to the present invention can improve the image quality even for an image with a sharp change in luminance. This is useful in the field of various devices that recognize a subject using captured images.

本発明の実施の形態に係る画質改善装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image quality improvement apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る画質改善装置における平均値補正部での補正前の画素値の分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of the pixel value before correction | amendment in the average value correction | amendment part in the image quality improvement apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る画質改善装置における平均値補正部での補正後の画素値の分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of the pixel value after correction | amendment in the average value correction | amendment part in the image quality improvement apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る画質改善装置における平均値補正部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the average value correction | amendment part in the image quality improvement apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る画質改善装置における分散値補正部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the dispersion value correction | amendment part in the image quality improvement apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る画質改善装置における変換対象画素値範囲の算出部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the calculation part of the conversion target pixel value range in the image quality improvement apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る画質改善装置における画素値の累積確率分布を示す図である。It is a figure which shows the cumulative probability distribution of the pixel value in the image quality improvement apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る画質改善装置における画素値の標本値算出概要を示す図である。It is a figure which shows the sample value calculation outline | summary of the pixel value in the image quality improvement apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る画質改善装置における画質改善フローについて説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the image quality improvement flow in the image quality improvement apparatus which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 画像入力部
20 画質改善装置
21 バンドパスフィルタ部
22 平均値補正部
23 分散値補正部
221 平均値算出部
222 補正値算出部
223 画素値の補正部
231 変換対象画素値範囲の算出部
232 標本値算出部
233 画素値変換部
2311 画素累積確率分布算出部
2312 範囲の算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image input part 20 Image quality improvement apparatus 21 Band pass filter part 22 Average value correction part 23 Dispersion value correction part 221 Average value calculation part 222 Correction value calculation part 223 Pixel value correction part 231 Conversion object pixel value range calculation part 232 Specimen Value calculation unit 233 Pixel value conversion unit 2311 Pixel cumulative probability distribution calculation unit 2312 Range calculation unit

Claims (12)

入力された画像信号で得られるラスタを構成する複数の画素の内、主要な各画素の輝度を当該画素の周囲の画素の輝度と比較して画素値を得るステップと、
前記画素値の平均値を算出するステップと、
前記平均値が所定値からずれているときは、画素値とその頻度により定まる画素値の分布における前記平均値が所定値に一致するよう、前記分布をシフトして前記画素値を補正するステップと、
前記補正するステップで得られた画素値の分布から所定範囲の画素値を変換対象画素値として求めるステップと、
前記変換対象画素値の範囲内にある画素が所定の分散値を持つ分布になるように補正するステップとを、
有する画質改善方法。
A step of obtaining a pixel value by comparing the luminance of each of the main pixels among the plurality of pixels constituting the raster obtained from the input image signal with the luminance of pixels around the pixel;
Calculating an average value of the pixel values;
A step of correcting the pixel value by shifting the distribution so that the average value in the distribution of the pixel value determined by the pixel value and its frequency matches the predetermined value when the average value deviates from the predetermined value; ,
Obtaining a predetermined range of pixel values as a conversion target pixel value from the distribution of pixel values obtained in the correcting step;
Correcting so that pixels within the range of the conversion target pixel value have a distribution having a predetermined dispersion value,
A method for improving image quality.
前記変換対象画素値として求めるステップが、前記補正するステップで得られた画素値の分布から画素値が第1の所定値以上のものを前記第1の所定値に変換し、画素値が第2の所定値以下のものを前記第2の所定値に変換することにより実行される請求項1に記載の画質改善方法。   The step of obtaining the conversion target pixel value converts the pixel value distribution obtained in the correcting step into a pixel value equal to or higher than a first predetermined value to the first predetermined value, and the pixel value is a second value The image quality improvement method according to claim 1, wherein the image quality improvement method is executed by converting a value equal to or less than a predetermined value to the second predetermined value. 前記変換対象画素値として求めるステップが、画素値の累積確率分布を求めるステップを含む請求項1又は2に記載の画質改善方法。   The image quality improvement method according to claim 1, wherein the step of obtaining the conversion target pixel value includes a step of obtaining a cumulative probability distribution of pixel values. 前記所定の分散値を持つ分布になるように補正するステップが、画素値の頻度分布において、前記画素値の平均値と前記変換対象画素値の範囲の最小値の差を所定値で除算して第1の標本値を得、前記変換対象画素値の範囲の最大値と前記平均値の差を前記所定値で除算して第2の標本値を得るステップを含む請求項3に記載の画質改善方法。   The step of correcting to a distribution having the predetermined variance value divides the difference between the average value of the pixel values and the minimum value in the range of the pixel value to be converted by a predetermined value in the frequency distribution of pixel values. 4. The image quality improvement according to claim 3, further comprising: obtaining a first sample value, and dividing the difference between the maximum value in the range of the pixel value to be converted and the average value by the predetermined value to obtain a second sample value. Method. 前記所定の分散値を持つ分布になるように補正するステップが、前記第1の標本値と前記第2の標本値を用いて所定のアルゴリズムで画素値を変換するステップを含む請求項4に記載の画質改善方法。   5. The step of correcting the distribution to have a predetermined variance value includes a step of converting a pixel value by a predetermined algorithm using the first sample value and the second sample value. Image quality improvement method. 入力された画像信号で得られるラスタを構成する複数の画素の内、主要な各画素の輝度を当該画素の周囲の画素の輝度と比較して画素値を得るステップと、
前記画素値の平均値を算出するステップと、
前記平均値が所定値からずれているときは、画素値とその頻度により定まる画素値の分布における前記平均値が所定値に一致するよう、前記分布をシフトして前記画素値を補正するステップと、
前記補正するステップで得られた画素値の分布から所定範囲の画素値を変換対象画素値として求めるステップと、
前記変換対象画素値の範囲内にある画素が所定の分散値を持つ分布になるように補正するステップとを、
有する画質改善方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
A step of obtaining a pixel value by comparing the luminance of each of the main pixels among the plurality of pixels constituting the raster obtained from the input image signal with the luminance of pixels around the pixel;
Calculating an average value of the pixel values;
A step of correcting the pixel value by shifting the distribution so that the average value in the distribution of the pixel value determined by the pixel value and its frequency matches the predetermined value when the average value deviates from the predetermined value; ,
Obtaining a predetermined range of pixel values as a conversion target pixel value from the distribution of pixel values obtained in the correcting step;
Correcting so that pixels within the range of the conversion target pixel value have a distribution having a predetermined dispersion value,
A program for causing a computer to execute an image quality improvement method.
前記変換対象画素値として求めるステップが、前記補正するステップで得られた画素値の分布から画素値が第1の所定値以上のものを前記第1の所定値に変換し、画素値が第2の所定値以下のものを前記第2の所定値に変換することにより実行される請求項6に記載のプログラム。   In the step of obtaining the conversion target pixel value, the pixel value distribution obtained in the correcting step is converted from the pixel value distribution equal to or higher than the first predetermined value to the first predetermined value, and the pixel value is the second value. The program according to claim 6, which is executed by converting a value equal to or less than a predetermined value to the second predetermined value. 前記変換対象画素値として求めるステップが、画素値の累積確率分布を求めるステップを含む請求項6又は7に記載のプログラム。   The program according to claim 6 or 7, wherein the step of obtaining the conversion target pixel value includes a step of obtaining a cumulative probability distribution of pixel values. 前記所定の分散値を持つ分布になるように補正するステップが、画素値の頻度分布において、前記画素値の平均値と前記変換対象画素値の範囲の最小値の差を所定値で除算して第1の標本値を得、前記変換対象画素値の範囲の最大値と前記平均値の差を前記所定値で除算して第2の標本値を得るステップを含む請求項8に記載のプログラム。   The step of correcting to a distribution having the predetermined variance value divides the difference between the average value of the pixel values and the minimum value in the range of the pixel value to be converted by a predetermined value in the frequency distribution of pixel values. The program according to claim 8, further comprising: obtaining a first sample value, and dividing a difference between a maximum value in the range of the conversion target pixel value and the average value by the predetermined value to obtain a second sample value. 前記所定の分散値を持つ分布になるように補正するステップが、前記第1の標本値と前記第2の標本値を用いて所定のアルゴリズムで画素値を変換するステップを含む請求項9に記載のプログラム。   The step of correcting the distribution so as to have a predetermined variance value includes a step of converting a pixel value by a predetermined algorithm using the first sample value and the second sample value. Program. 入力された画像信号で得られるラスタを構成する複数の画素の内、主要な各画素の輝度を当該画素の周囲の画素の輝度と比較して画素値を得る画素値算出部と、
前記画素値の平均値を算出する平均値算出部と、
前記平均値が所定値からずれているときは、画素値とその頻度により定まる画素値の分布における前記平均値が所定値に一致するよう、前記分布をシフトして前記画素値を補正する画素値の補正部と、
前記補正部で得られた画素値の分布から画素値が所定値以上であるものと、所定値以下であるものを削除して変換対象画素値の範囲を求める変換対象画素値範囲の算出部と、
前記変換対象画素値の範囲内にある画素が所定の分散値を持つ分布になるように補正する画素値の補正部とを、
有する画質改善装置。
A pixel value calculation unit that obtains a pixel value by comparing the luminance of each main pixel with the luminance of pixels around the pixel among a plurality of pixels constituting a raster obtained from an input image signal;
An average value calculation unit for calculating an average value of the pixel values;
When the average value deviates from the predetermined value, a pixel value for correcting the pixel value by shifting the distribution so that the average value in the distribution of the pixel value determined by the pixel value and its frequency matches the predetermined value The correction part of
A conversion target pixel value range calculation unit that obtains a range of pixel values to be converted by deleting pixel values that are equal to or larger than a predetermined value and those that are equal to or smaller than a predetermined value from the distribution of pixel values obtained by the correction unit; ,
A pixel value correction unit that corrects the pixels within the range of the conversion target pixel value to have a distribution having a predetermined dispersion value;
A device for improving image quality.
前記画素値算出部として入力画像上の雑音を除去すると同時に画像のコントラストを向上させるバンドパスフィルタ手段を用いた請求項11に記載の画質改善装置。
12. The image quality improving apparatus according to claim 11, wherein the pixel value calculating unit uses band-pass filter means for removing noise on an input image and simultaneously improving image contrast.
JP2005100083A 2005-03-30 2005-03-30 Apparatus and method for improving image quality, and program therefor Withdrawn JP2006277688A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005100083A JP2006277688A (en) 2005-03-30 2005-03-30 Apparatus and method for improving image quality, and program therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005100083A JP2006277688A (en) 2005-03-30 2005-03-30 Apparatus and method for improving image quality, and program therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006277688A true JP2006277688A (en) 2006-10-12

Family

ID=37212340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005100083A Withdrawn JP2006277688A (en) 2005-03-30 2005-03-30 Apparatus and method for improving image quality, and program therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006277688A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008102779A (en) * 2006-10-19 2008-05-01 Sony Corp Image processor, image acquisition method and program
JP2011150349A (en) * 2008-07-31 2011-08-04 Iix Inc Picture quality adjusting device and image correction data generation program
WO2020037754A1 (en) * 2018-08-23 2020-02-27 网宿科技股份有限公司 Method and device for enhancing image quality of video

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008102779A (en) * 2006-10-19 2008-05-01 Sony Corp Image processor, image acquisition method and program
JP2011150349A (en) * 2008-07-31 2011-08-04 Iix Inc Picture quality adjusting device and image correction data generation program
WO2020037754A1 (en) * 2018-08-23 2020-02-27 网宿科技股份有限公司 Method and device for enhancing image quality of video

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108876742B (en) Image color enhancement method and device
US8086024B2 (en) Defect detection apparatus, defect detection method and computer program
JP6320115B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, and program
JP2016081427A (en) Image processor, image processing method and program
JP2016126750A (en) Image processing system, image processing device, imaging device, image processing method, program, and recording medium
KR20160103902A (en) Image processing apparatus, image processing method, and image processing program
CN106651816B (en) Method and system for halftone processing of digital image
JP4550016B2 (en) Brightness converter
WO2013114803A1 (en) Image processing device, image processing method therefor, computer program, and image processing system
EP3117758A1 (en) Image processing device and operating method for image processing device
JP2006277688A (en) Apparatus and method for improving image quality, and program therefor
JP2004239733A (en) Defect detection method and apparatus of screen
JP2012039440A (en) Dark area noise correction device
JP4452793B2 (en) Illegal dumping point detection device, method, and program
JP7346077B2 (en) Image processing device, image processing method and program
KR101634652B1 (en) Method and apparatus for intensificating contrast in image
JP5860298B2 (en) Image processing apparatus and program
JP2018160024A (en) Image processing device, image processing method and program
KR20100027888A (en) Method for image processing using retinex algorithm
WO2013114802A1 (en) Image processing device, image processing method therefor, computer program, and image processing system
JP5294595B2 (en) Outline enhancement method
CN116612050B (en) Priori defogging method based on dark channel
JP4292219B2 (en) Image processing apparatus and image processing program
KR20180050967A (en) Device for extracting image
KR102057261B1 (en) Method for processing an image and apparatus therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080603