JP2006295623A - Image processing method and image display device - Google Patents

Image processing method and image display device Download PDF

Info

Publication number
JP2006295623A
JP2006295623A JP2005114757A JP2005114757A JP2006295623A JP 2006295623 A JP2006295623 A JP 2006295623A JP 2005114757 A JP2005114757 A JP 2005114757A JP 2005114757 A JP2005114757 A JP 2005114757A JP 2006295623 A JP2006295623 A JP 2006295623A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
image
histogram
processing method
conversion
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.)
Pending
Application number
JP2005114757A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Ueno
諭 上野
Shiyoubou Chiyou
小▲忙▼ 張
Naoko Kondo
尚子 近藤
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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 Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2005114757A priority Critical patent/JP2006295623A/en
Publication of JP2006295623A publication Critical patent/JP2006295623A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing method capable of improving contrast while holding features of an original image such as luminance distribution and average luminance, and an image display device. <P>SOLUTION: The image processing method comprises a step 1 for applying color/space conversion to an inputted image signal and obtaining a converted image signal, a step 2 for preparing the histogram of the converted image signal, a step 4 for applying signal conversion to the converted image signal in accordance with the prepared histogram, and a step 5 for applying color/space conversion to the signal-converted image signal. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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 image processing apparatus 2 in the present embodiment. The image processing apparatus 2 includes a color space conversion unit 21, a histogram creation unit 22, a memory 23, a statistic calculation unit 24, a signal conversion unit 25, and a color space conversion unit 26.

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 space conversion unit 21 converts the input image signals R1, G1, and B1 input from the (R, G, B) color space to the (Y, Cb, Cr) color space by matrix calculation. Image signals Y1, Cb1, and Cr1 are output. The histogram creation unit 22 creates a histogram (frequency distribution of the luminance signal Y1) of the input image based on the image signals Y1, Cb1, and Cr1 of each pixel input from the color space conversion unit 21, and stores them in the memory. The statistic calculator 24 calculates an average value and a standard deviation based on the histogram of the input image stored in the memory 23. The signal conversion unit 25 performs signal conversion processing on the image signals Y1, Cb1, and Cr1 input from the color space conversion unit 21 using the average value and standard deviation of the histogram input from the statistic calculation unit 24. The image signals Y2, Cb2, and Cr2 are output. The color space conversion unit 26 converts the image signals Y2, Cb2, and Cr2 input from the signal conversion unit 25 from the (Y, Cb, Cr) color space to the (R, G, B) color space by matrix calculation. The converted image signals R2, G2, and B2 are output.

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 step 2, a histogram of an input image that is a frequency distribution of the luminance signal Y1 is created. Next, based on the histogram created in Step 3, the average value and standard deviation of the luminance signal Y1 are calculated. Next, in step 4, the image signals Y1, Cb1, and Cr1 are subjected to signal conversion processing based on the calculated average value and standard deviation of the luminance signal Y1 to obtain Y2, Cb2, and Cr2. Next, in step 5, the image signals Y2, Cb2, and Cr2 are subjected to color space conversion processing to obtain output image signals R2, G2, and B2.

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。

Figure 2006295623
Figure 2006295623
URG=RG−LRG
Figure 2006295623
UBR=1−LBR、LT=0.1、UT=0.9
Figure 2006295623
Figure 2006295623
Figure 2006295623
Further, signal conversion processing for the image signals Y1, Cb1, and Cr1 will be described in detail. Hereinafter, the total number of pixels of the input image is N, the number of steps of the input luminance signal Y1 (the number of gradations) is K, the average value of the histogram is M, and the standard deviation is σ. At this time, the input luminance signal Y1 takes an integer value between 0 and K-1. The minimum value of the input luminance signal Y1 is Ymin, and the maximum value is Ymax. The signal conversion is performed in different cases according to the value of the input luminance signal Y1, and the converted luminance signals are Y2, Cb2, and Cr2. First, each parameter RG, LRG, URG, LBR, UBR, LT, UT, LR, UR, and MID necessary for signal conversion is calculated by the following formula.
Figure 2006295623
Figure 2006295623
URG = RG-LRG
Figure 2006295623
UBR = 1-LBR, LT = 0.1, UT = 0.9
Figure 2006295623
Figure 2006295623
Figure 2006295623

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。

Figure 2006295623
Further, when Ymax> UT × K, the maximum signal value Y satisfying A (Y) <N × (1−UR) is set to MAX, and when Ymax ≦ UT × K, MAX = Ymax. further,
LB = MIN × (1−LBR), UB = MAX + (K−MAX) × UBR
And
Here, S (x) is a sigmoid function defined by the following equation.
Figure 2006295623

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

Figure 2006295623
(2)MIN≦Y1<MIDの場合
Figure 2006295623
Figure 2006295623
(3)MID≦Y1≦MAXの場合
Figure 2006295623
Figure 2006295623
(4)MAX<Y1の場合
Figure 2006295623
これにより、Y2を得ることができる。また、いずれの場合も、Cb2=Cb1、Cr2=Cr1とする。
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
Figure 2006295623
(2) When MIN ≦ Y1 <MID
Figure 2006295623
Figure 2006295623
(3) When MID ≦ Y1 ≦ MAX
Figure 2006295623
Figure 2006295623
(4) When MAX <Y1
Figure 2006295623
Thereby, Y2 can be obtained. In either case, Cb2 = Cb1 and Cr2 = Cr1.
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.

本発明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の説明図。Explanatory drawing of the flowchart which showed the flow of the process of the image processing method in this invention. 本発明における画像処理装置2の構成を示したブロック図。The block diagram which showed the structure of the image processing apparatus 2 in this invention. 本発明における信号変換処理を行う前のヒストグラムの一例の説明図。Explanatory drawing of an example of the histogram before performing the signal conversion process in this invention. 本発明における信号変換処理を行った後のヒストグラムの一例の説明図。Explanatory drawing of an example of the histogram after performing the signal conversion process in this invention. 本発明における信号変換処理の輝度対応グラフの一例の説明図。Explanatory drawing of an example of the brightness | luminance corresponding | compatible graph of the signal conversion process in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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 Image processing device 21 Color space conversion unit 22 Histogram creation unit 23 Memory 24 Statistics calculation unit 25 Signal conversion unit 26 Color space conversion unit

Claims (7)

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事を特徴とする画像処理方法。   An image processing method, comprising: creating a histogram of an input image signal; and performing signal conversion on the converted image signal in accordance with the created histogram. 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事を特徴とする画像処理方法。   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 step of performing signal conversion according to the histogram; And a step of performing color space conversion on the signal subjected to the signal conversion. 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、信号変換を行う請求項1または2に記載の画像処理方法。   The image processing method according to claim 1, wherein an upper limit value and a lower limit value are set, and signal conversion is performed when an input signal is within the range of the upper limit value and the lower limit value. 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請求項3に記載の画像処理方法。   The image processing method according to claim 3, wherein the upper limit value is determined based on a histogram of an input image. 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請求項3に記載の画像処理方法。   The image processing method according to claim 3, wherein the lower limit value is determined based on a histogram of an input image. 前記信号変換は非線形変換である請求項1または2に記載の画像処理方法。   The image processing method according to claim 1, wherein the signal conversion is nonlinear conversion. 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.

JP2005114757A 2005-04-12 2005-04-12 Image processing method and image display device Pending JP2006295623A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005114757A JP2006295623A (en) 2005-04-12 2005-04-12 Image processing method and image display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005114757A JP2006295623A (en) 2005-04-12 2005-04-12 Image processing method and image display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006295623A true JP2006295623A (en) 2006-10-26

Family

ID=37415696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005114757A Pending JP2006295623A (en) 2005-04-12 2005-04-12 Image processing method and image display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006295623A (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000134467A (en) * 1998-10-26 2000-05-12 Canon Inc Image processing method, unit and storage medium
JP2004282661A (en) * 2003-03-19 2004-10-07 Seiko Epson Corp Gradation characteristic control of image signal representing image in which images of different features mixedly exist
JP2004310671A (en) * 2003-04-10 2004-11-04 Seiko Epson Corp Image processor, image processing method and image processing program

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000134467A (en) * 1998-10-26 2000-05-12 Canon Inc Image processing method, unit and storage medium
JP2004282661A (en) * 2003-03-19 2004-10-07 Seiko Epson Corp Gradation characteristic control of image signal representing image in which images of different features mixedly exist
JP2004310671A (en) * 2003-04-10 2004-11-04 Seiko Epson Corp Image processor, image processing method and image processing program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5159208B2 (en) Image correction method and apparatus
KR100916073B1 (en) Apparatus and method of stretching histogram for enhancing contrast of image
US9396526B2 (en) Method for improving image quality
JP6548517B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
JP5392560B2 (en) Image processing apparatus and image processing method
JP2009510587A (en) Image detail enhancement
JP2008511048A (en) Image processing method and computer software for image processing
CN110827225A (en) Non-uniform illumination underwater image enhancement method based on double exposure frame
KR101113483B1 (en) Apparatus for enhancing visibility of color image
US20070086650A1 (en) Method and Device for Color Saturation and Sharpness Enhancement
US20060077304A1 (en) Method and device for image contrast enhancement
CN110009574B (en) Method for reversely generating high dynamic range image from low dynamic range image
US8861850B2 (en) Digital image color correction
JP2008011286A (en) Image processing program and image processor
JP2004151167A (en) Method and system for image correction
WO2009093294A1 (en) Image signal processing device and image signal processing program
JP5410378B2 (en) Video signal correction apparatus and video signal correction program
JP4719559B2 (en) Image quality improving apparatus and program
KR20160001897A (en) Image Processing Method and Apparatus for Integrated Multi-scale Retinex Based on CIELAB Color Space for Preserving Color
EP3054416B1 (en) Method, system and device for generating more natural images
JP2006295623A (en) Image processing method and image display device
JP5860298B2 (en) Image processing apparatus and program
JP5135134B2 (en) Image processing apparatus and method
JP4791135B2 (en) Image processing method and image display apparatus
JP2017037504A (en) Image processing device and image processing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070822

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080827

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080916

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090203