JP2006295623A - Image processing method and image display device - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、画像信号処理方法および装置、また、それらを用いた画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image signal processing method and apparatus, and an image display apparatus using them.
従来、画像表示装置における表示画像の輝度分布を均一化させることによって画質を向上させる方法として、ヒストグラム平滑化による処理が知られている。輝度分布が暗い方に偏っている画像や、逆に明るい方に偏っている画像に対してこの処理を行うと、輝度が明暗の全体に分布するようになり、コントラストが向上し、画質を向上させることができる。このようにヒストグラム平滑化は、輝度分布が偏ったり、不均一な画像に対しては特に効果が期待できる。 Conventionally, processing by histogram smoothing is known as a method for improving image quality by making the luminance distribution of a display image uniform in an image display device. If this process is applied to an image whose luminance distribution is biased toward the dark side or an image whose luminance side is biased toward the bright side, the luminance will be distributed over the entire light and dark, improving the contrast and improving the image quality. Can be made. As described above, the histogram smoothing can be expected to be particularly effective for an image with uneven or uneven luminance distribution.
しかしこの従来の方法によると、表示画像の輝度分布を均一化してしまうために、コントラスト向上の程度を調整することが難しく、また表示画像の平均輝度が変化してしまい、相対的な明るさが大きく変化してしまうという問題があった。 However, according to this conventional method, since the luminance distribution of the display image is made uniform, it is difficult to adjust the degree of contrast improvement, the average luminance of the display image changes, and the relative brightness is reduced. There was a problem that it changed greatly.
本発明は以上の様な問題点を改善すべくなされたものであり、画像の特徴を保ったままコントラストを向上させる事を目的とする。そのため、本発明では従来の方法に比べて、輝度分布や平均輝度などの原画像の特徴を保ったままコントラストを向上させる事ができる。 The present invention has been made to improve the above-described problems, and an object thereof is to improve contrast while maintaining the characteristics of an image. Therefore, in the present invention, the contrast can be improved while maintaining the characteristics of the original image such as the luminance distribution and the average luminance as compared with the conventional method.
本発明は、入力画像信号のヒストグラムを作成するステップと、作成したヒストグラムに応じ、変換された画像信号に対して信号変換を行うステップとを含む画像処理方法である。 The present invention is an image processing method including a step of creating a histogram of an input image signal, and a step of performing signal conversion on the converted image signal according to the created histogram.
また、本発明は、複数の色成分から成る入力画像信号に対し、色空間変換を行うステップと、前記色空間変換を行った信号に対し、ヒストグラムを計算するステップと、前記ヒストグラムに応じて信号変換を行うステップと、前記信号変換を行った信号に対し、色空間変換を行うステップとを含む画像処理方法である。 The present invention also includes a step of performing color space conversion on an input image signal composed of a plurality of color components, a step of calculating a histogram for the signal subjected to the color space conversion, and a signal corresponding to the histogram An image processing method including a step of performing conversion and a step of performing color space conversion on the signal subjected to the signal conversion.
そして、上限値・下限値を設定し、入力信号が前記上限値・下限値の範囲内の場合に、信号変換を行う画像処理方法である。 The image processing method sets an upper limit value and a lower limit value and performs signal conversion when the input signal is within the range of the upper limit value and the lower limit value.
更に、本発明は、前記上限値は入力画像のヒストグラムに基づいて決定される画像処理方法である。 Furthermore, the present invention is an image processing method in which the upper limit value is determined based on a histogram of an input image.
また、本発明は、前記下限値は入力画像のヒストグラムに基づいて決定される画像処理方法である。 Further, the present invention is an image processing method in which the lower limit value is determined based on a histogram of an input image.
そして、本発明は、前記信号変換は非線形変換である画像処理方法である。 The present invention is the image processing method in which the signal conversion is nonlinear conversion.
更に、本発明は、入力画像信号に基づき画像を表示する画像表示装置において、入力画像信号のヒストグラムを作成するヒストグラム作成部と、作成したヒストグラムに応じ、変換された画像信号に対して信号変換を行う信号変換部とを備える画像表示装置である。 Furthermore, the present invention provides an image display device that displays an image based on an input image signal, a histogram creation unit that creates a histogram of the input image signal, and signal conversion of the image signal converted according to the created histogram. And an image display device including a signal conversion unit.
以上により、本発明における画像信号処理方法または画像信号処理装置を用いる事により、画像の特徴を保ったままコントラストを向上させる事が可能となる。 As described above, by using the image signal processing method or the image signal processing apparatus according to the present invention, it is possible to improve the contrast while maintaining the characteristics of the image.
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の画像処理方法及び画像表示装置の実施例について、図面を用いて説明する。
The best mode for carrying out the present invention will be described.
Embodiments of an image processing method and an image display apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
実施例1を説明する。以下、図面に基づき本実施例における画像処理装置及び方法を詳しく説明する。まず、本実施例における画像処理装置について、図に基づいて説明する。図2は、本実施例における画像処理装置2の構成を示したブロック図である。画像処理装置2は、色空間変換部21、ヒストグラム作成部22、メモリ23、統計量計算部24、信号変換部25、および色空間変換部26を備える。
Example 1 will be described. Hereinafter, an image processing apparatus and method according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. First, the image processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
色空間変換部21は、入力された入力画像信号R1、G1、B1を、行列計算により(R,G,B)色空間から(Y,Cb,Cr)色空間へと変換し、変換された画像信号Y1、Cb1、Cr1を出力する。ヒストグラム作成部22は、色空間変換部21より入力された各画素の画像信号Y1、Cb1、Cr1に基づき、入力画像のヒストグラム(輝度信号Y1の度数分布)を作成し、メモリ23に保存する。統計量計算部24は、メモリ23に保存された入力画像のヒストグラムに基づき、平均値および標準偏差を計算する。信号変換部25は、統計量計算部24より入力されたヒストグラムの平均値および標準偏差を用いて、色空間変換部21より入力された画像信号Y1、Cb1、Cr1に対して信号変換処理を行い、画像信号Y2、Cb2、Cr2を出力する。色空間変換部26は、信号変換部25より入力された画像信号Y2、Cb2、Cr2を、行列計算により(Y,Cb,Cr)色空間から(R,G,B)色空間へと変換し、変換された画像信号R2、G2、B2を出力する。
The color
次に、本実施例における画像処理方法のアルゴリズムについて、図に基づいて説明する。図1は、本実施例における画像処理方法の処理の流れを示したフローチャートである。本実施例における画像処理装置に入力された3種類の画像信号R1、G1、B1は、ステップ1において色空間変換処理が施され、画像信号Y1、Cb1、Cr1に変換される。次にステップ2において輝度信号Y1の度数分布である入力画像のヒストグラムを作成する。次にステップ3において作成したヒストグラムに基づいて、輝度信号Y1の平均値および標準偏差を計算する。次にステップ4において、計算して得た輝度信号Y1の平均値および標準偏差に基づいて画像信号Y1、Cb1、Cr1に信号変換処理を施し、Y2、Cb2、Cr2とする。次にステップ5において、画像信号Y2、Cb2、Cr2に色空間変換処理を施し、出力画像信号R2、G2、B2を得る。
Next, an algorithm of the image processing method in the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing the flow of the image processing method in this embodiment. The three types of image signals R1, G1, and B1 input to the image processing apparatus in the present embodiment are subjected to color space conversion processing in Step 1 and converted into image signals Y1, Cb1, and Cr1. Next, in
さらに、画像信号Y1、Cb1、Cr1に対する信号変換処理について、詳しく説明する。以下、入力画像の総画素数をN、入力輝度信号Y1の段階数(階調数)をK、ヒストグラムの平均値をM、標準偏差をσとする。このとき入力輝度信号Y1は0からK−1の間の整数値をとる。また、入力輝度信号Y1の最小値をYmin、最大値をYmaxとする。信号変換は、入力輝度信号Y1の値に応じて場合分けをして行い、変換後の輝度信号をY2、Cb2、Cr2とする。まず、信号変換に必要な各パラメータRG、LRG、URG、LBR、UBR、LT、UT、LR、UR、MIDの計算を以下の式により行う。
次に、信号値0からYまでのヒストグラムの累積度数をA(Y)とし、Ymin、Ymaxの値に応じて、次のようにMIN、MAXを定める。
Ymin<LT×Kの場合、A(Y)≧N×LRを満たす最小の信号値YをMINとし、Ymin≧LT×Kの場合、MIN=Yminとする。
Next, the cumulative frequency of the histogram from signal values 0 to Y is A (Y), and MIN and MAX are determined as follows according to the values of Ymin and Ymax.
When Ymin <LT × K, the minimum signal value Y satisfying A (Y) ≧ N × LR is MIN, and when Ymin ≧ LT × K, MIN = Ymin.
さらに、Ymax>UT×Kの場合、A(Y)<N×(1−UR)を満たす最大の信号値YをMAXとし、Ymax≦UT×Kの場合、MAX=Ymaxとする。さらに、
LB=MIN×(1−LBR)、UB=MAX+(K−MAX)×UBR
とする。
ここで、S(x)は次の式で定義されるSigmoid関数とする。
LB = MIN × (1−LBR), UB = MAX + (K−MAX) × UBR
And
Here, S (x) is a sigmoid function defined by the following equation.
そして、入力輝度信号Y1の値に応じて場合分けを行い、以下の信号変換を行う。
(1)Y1<MINの場合
このようにして、入力画像信号R1、G1、B1を、変換された画像信号R2、G2、B2とすることができる。
Then, the cases are classified according to the value of the input luminance signal Y1, and the following signal conversion is performed.
(1) When Y1 <MIN
In this way, the input image signals R1, G1, and B1 can be converted into converted image signals R2, G2, and B2.
図3は、信号変換処理を行う前のヒストグラムの一例である。図4は、信号変換処理を行った後のヒストグラムの一例である。図5は、信号変換処理を行った場合の輝度対応グラフの一例である。図4を図3と比較すると、信号変換処理を行うことによりヒストグラムが平均化されるのがわかり、これにより、輝度分布が偏ったり、不均一な画像に対しても、コントラストが向上し、画質を向上させることができることが理解できる。 FIG. 3 is an example of a histogram before the signal conversion process is performed. FIG. 4 is an example of a histogram after the signal conversion process. FIG. 5 is an example of a luminance correspondence graph when the signal conversion process is performed. Comparing FIG. 4 with FIG. 3, it can be seen that the histogram is averaged by performing the signal conversion process, which improves the contrast even for an image with uneven or uneven luminance distribution, It can be understood that can be improved.
2 画像処理装置
21 色空間変換部
22 ヒストグラム作成部
23 メモリ
24 統計量計算部
25 信号変換部
26 色空間変換部
2
Claims (7)
入力画像信号のヒストグラムを作成するヒストグラム作成部と、作成したヒストグラムに応じ、変換された画像信号に対して信号変換を行う信号変換部とを備える事を特徴とする画像表示装置。
In an image display device that displays an image based on an input image signal,
An image display device comprising: a histogram creation unit that creates a histogram of an input image signal; and a signal conversion unit that performs signal conversion on the converted image signal according to the created histogram.
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