JP2007013666A - Image processor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、テレビジョン画像などの画像を処理する画像処理装置に係わり、特にテレビジョン画像などに含まれる特定画像(オブジェクト)のコントラストを向上させる画像処理装置に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus that processes an image such as a television image, and more particularly to an image processing apparatus that improves the contrast of a specific image (object) included in a television image or the like.
一般に、テレビジョン画像などを処理する画像処理装置では、画像全体のコントラストを向上させるために、先ず、図6(a)に示すように、画像101を構成している各画素の輝度を抽出し、抽出された各画素を輝度値毎に、図6(b)に示すようにヒストグラム化する。こうして得られた輝度ヒストグラムに基づき、図6(c)に示すように、人間の目の特性を模擬しているγ曲線を補正した後、補正処理で得られたγ補正係数を用いて、画像全体を一様にγ補正することによって、画像全体のコントラストを向上させている。
しかしながら、このような画像処理装置では、画像101のコントラストを全体的に高くしたり、低くしたりすることはできるものの、画像101の中に含まれる特定画像、例えば人間の画像102と、木の画像103などを選択して、コントラストを高くしたり、低くすることはできない。このため、このような特定画像の画像処理を行うことができる画像処理装置の開発が強く望まれていた。 However, in such an image processing apparatus, although the contrast of the image 101 can be increased or decreased as a whole, a specific image included in the image 101, for example, a human image 102, and a tree The image 103 or the like cannot be selected to increase or decrease the contrast. For this reason, development of an image processing apparatus capable of performing image processing of such a specific image has been strongly desired.
本発明は上記の事情に鑑み、画像の中にある予め指定された特定画像のコントラストを調整して、特定画像を強調したり、目立たなくすることができる画像処理装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an image processing apparatus capable of adjusting a contrast of a specific image specified in advance in an image to enhance the specific image or make it inconspicuous. Yes.
上記の目的を達成するために本発明は、入来する映像信号中に付与されているオブジェクト情報を抽出するオブジェクト抽出部と、前記オブジェクト抽出部により抽出されたオブジェクトの輝度ヒストグラムを算出するオブジェクトヒストグラム算出部と、前記オブジェクトヒストグラム算出部で算出された輝度ヒストグラムの分布データ、平均輝度データ、最大輝度データまたは最小輝度データのいずれか1つ以上のデータに基づいたγ補正をするためのオブジェクトγ補正係数を算出するオブジェクトγ補正係数算出部と、前記オブジェクトγ補正係数算出部で算出されたオブジェクトγ補正係数に基づき、前記オブジェクトに対するγ補正処理を行うオブジェクト階調補正部とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides an object extraction unit for extracting object information given in an incoming video signal, and an object histogram for calculating a luminance histogram of the object extracted by the object extraction unit. An object γ correction for performing γ correction based on one or more data of a calculation unit and luminance histogram distribution data, average luminance data, maximum luminance data, and minimum luminance data calculated by the object histogram calculation unit An object γ correction coefficient calculation unit that calculates a coefficient, and an object gradation correction unit that performs γ correction processing on the object based on the object γ correction coefficient calculated by the object γ correction coefficient calculation unit It is said.
本発明による画像処理装置によれば、画像の中にある予め指定された特定画像(オブジェクト)のコントラストを調整することができ、これによって特定画像を強調したり、目立たなくすることができる。 According to the image processing apparatus of the present invention, it is possible to adjust the contrast of a specific image (object) designated in advance in an image, thereby enhancing the specific image or making it inconspicuous.
図1は本発明による画像処理装置の一実施形態を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention.
この図に示す画像処理装置1は、テレビジョン画像などの画像(映像信号)を取り込み、指定された特定画像(以下、この特定画像をオブジェクトと称する)を抽出して、コントラストを調整する特定画像処理ユニット2と、特定画像処理ユニット2で処理されたオブジェクトのコントラストと画像全体のコントラストとを調和させる画像全体処理ユニット3とを備えている。
The
特定画像処理ユニット2は、編集者などから指示されたオブジェクト情報を取り込んで、画像中のどの部分がオブジェクトかを示すオブジェクト選択指示を出力するオブジェクト抽出部4と、テレビジョン画像などの画像(映像信号)を取り込み、オブジェクト抽出部4から出力されるオブジェクト選択指示で指定されたオブジェクト、例えば図2に示す画像12の中から第1オブジェクト5、第2オブジェクト6を抽出して、これら第1オブジェクト5、第2オブジェクト6を構成する各画素の輝度を大きさ別に分けて集計し、輝度ヒストグラム7、8を算出するオブジェクトヒストグラム算出部9とを備えている。また、この特定画像処理ユニット2は、テレビジョン画像などの画像(映像信号)を取り込み、フレーム単位で一時記憶し、FIFO(First In First Out)方式で出力する第1フレームメモリ部10と、オブジェクト抽出部4から出力されるオブジェクト選択指示、オブジェクトヒストグラム算出部9から出力される各輝度ヒストグラム7、8に基づき、輝度の分布パターン、画像占有率、平均輝度、最大輝度、最小輝度などに対応するように、第1オブジェクト5に対するγ曲線、第2オブジェクト6に対するγ曲線を各々、調整して、第1オブジェクト5に対するγ補正係数、第2オブジェクト6に対するγ補正係数を算出するオブジェクトγ補正係数算出部11と、オブジェクト抽出部4から出力されるオブジェクト選択指示、オブジェクトγ補正係数算出部11から出力される各γ補正係数に基づき、第1フレームメモリ部10から出力される画像12の中から第1オブジェクト5、第2オブジェクト6を抽出して、γ補正し、輝度を補正するオブジェクト階調補正部13とを備えている。
The specific
そして、特定画像処理ユニット2は、編集者などから指示されたオブジェクト情報に基づき、テレビジョン画像などの画像12を取り込み、第1フレームメモリ部10にバッファリングしながら、画像12から指定された第1オブジェクト5、第2オブジェクト6を抽出して、これら第1オブジェクト5、第2オブジェクト6の輝度ヒストグラム7、8を算出する。また、これらの各輝度ヒストグラム7、8に基づき、輝度の分布パターン、画像占有率、平均輝度、最大輝度、最小輝度などに対応するγ補正係数を算出した後、これらの各γ補正係数に基づき、第1フレームメモリ部10から出力される画像12中から第1オブジェクト5、第2オブジェクト6を抽出して、各γ補正係数に基づき、輝度を補正し、画像全体処理ユニット3に供給する。
Then, the specific
画像全体処理ユニット3は、オブジェクト階調補正部13から出力される画像を取り込み、フレーム単位で一時記憶し、FIFO(First In First Out)方式で出力する第2フレームメモリ部18と、オブジェクト階調補正部13から出力される画像を取り込み、画面全体を構成する各画素の輝度を大きさ別に分けて集計した輝度ヒストグラムを算出する画面全体ヒストグラム算出部19と、画面全体ヒストグラム算出部19から出力される輝度ヒストグラムに基づき、分布が多い輝度レベル近傍でγ曲線の傾斜を増大させ、少ない分布の輝度レベル付近で、γ曲線の傾斜を低減させるのに必要な画面全体γ補正係数を算出する画面全体γ補正係数算出部20とを備えている。
The entire image processing unit 3 takes in an image output from the object
また、画像全体処理ユニット3は、画面全体γ補正係数巡回リーク型積分部21と、画面全体γ補正係数巡回リーク型積分部21から出力される画面全体γ補正係数を用いて、第2フレームメモリ部18から出力される画像全体にγ補正し、画面全体のコントラストを調整する画面全体階調補正部22とを備えている。
The entire image processing unit 3 uses the entire screen γ correction coefficient cyclic leak
画面全体γ補正係数巡回リーク型積分部21は、図5に示すように、画面全体γ補正係数算出部20から出力される今回の画面全体γ補正係数と“1”より小さい巡回係数が乗算された前回の画面全体γ補正係数とを加算する加算回路23と、加算回路23から出力される画面全体γ補正係数を一時記憶し、前回の画面全体γ補正係数として出力する画面全体γ補正係数保持回路24と、画面全体γ補正係数保持回路24から出力される前回の画面全体γ補正係数と予め設定されている巡回係数(“1”より小さい値)とを乗算して、加算回路23に供給する乗算回路25と、画面全体γ補正係数保持回路24から出力される前回の画面全体γ補正係数と編集者などによって設定されたゲイン補正係数とを乗算して、画面全体γ補正係数の大きさを調整する乗算回路26とを備え、画面全体γ補正係数算出部20から出力される画面全体γ補正係数に対し、巡回リーク型積分を行って時間方向に対する画面全体のγ補正係数の変化をなだらかにして、シーンチェンジ、急激な輝度変化が生じても、時間方向に対するγ補正係数の不連続点が生じないようにするとともに、特定画像処理ユニット2におけるオブジェクト単位のγ補正処理で生じた第1オブジェクト5、第2オブジェクト6とこれら第1オブジェクト5、第2オブジェクト6の周辺部分とに不連続点(時間方向の不連続点)が生じないようにする。
As shown in FIG. 5, the entire screen γ correction coefficient cyclic
今、例えば図2に示すように、編集者などから指示されたオブジェクト情報によって、第1オブジェクト5として、“人間の画像”が指定され、第2オブジェクト6として、“木の画像”が指定されているものとする。このとき、画像12が供給され、第1フレームメモリ部10にバッファリングされると、画像12に含まれている“人間の画像”と、“木の画像”とが抽出されて、輝度強度毎に、“人間の画像”と、“木の画像”とを構成している各画素数が集計されて輝度ヒストグラムが算出される。その後、画素数が多い輝度強度部分(分布が多い輝度レベル部分)のγ傾斜が大きくなり、また画素数が少ない輝度強度部分(分布が少ない輝度レベル部分)のγ傾斜が小さくなるように、第1オブジェクト5、第2オブジェクト6に対するγ曲線が補正されて、分布が多い輝度レベル部分の輝度分布が拡大されるとともに、分布が少ない輝度レベル部分の輝度分布が縮小される。
For example, as shown in FIG. 2, “human image” is designated as the first object 5 and “tree image” is designated as the
また、この動作と並行し、編集者などによって、特定のオブジェクトだけを強調してコントラストを強くしたり、弱くしたりする指示が設定されているかどうかがチェックされる。この場合、特定のオブジェクトだけを強調してコントラストを強くしたり、弱くしたりする指示が設定されていれば、輝度ヒストグラムの形状、画像占有率などにかかわらず、指定された任意の変化率で、γ曲線傾斜が変化される。また、特定のオブジェクトだけを強調する指示が設定されていなければ、画像全体の画素数に対する第1オブジェクト5、第2オブジェクト6の輝度ヒストグラムの形状、画像占有率などに応じて、補正済みのγ曲線の傾斜が補正される。
In parallel with this operation, it is checked by an editor or the like whether or not an instruction is given to emphasize only a specific object to increase or decrease contrast. In this case, if an instruction to enhance or weaken the contrast by emphasizing only a specific object is set, regardless of the shape of the luminance histogram, the image occupation ratio, etc., the specified change rate will be The γ curve slope is changed. If an instruction for emphasizing only a specific object is not set, the corrected γ is set according to the shape of the luminance histogram of the first object 5 and the
例えば、強調対象となる特定のオブジェクトとして、“人間の画像”が指定され、図3に示すように、画像12中に“人間の画像”が2つ含まれていれば、これら“人間の画像”が第1オブジェクト14、第2オブジェクト15に指定されて、輝度ヒストグラム16、17の形状がチェックされる。そして、同じヒストグラム形状になっているとき、これら第1オブジェクト14、第2オブジェクト15の画像占有率、例えば第1オブジェクト14、第2オブジェクト15の画像占有率が各々、“30%”、“20%”であれば、これら各画像占有率の比率“30/20=1.5”に応じて、第2オブジェクト15に対するγ曲線傾斜が“1”だけ変化したとき、第1オブジェクト14に対するγ曲線傾斜が“1.5倍”だけ、大きく変化される。 For example, if a “human image” is specified as a specific object to be emphasized and two “human images” are included in the image 12 as shown in FIG. "Is designated as the first object 14 and the second object 15, and the shapes of the luminance histograms 16 and 17 are checked. When the histogram shapes are the same, the image occupancy rates of the first object 14 and the second object 15, for example, the image occupancy rates of the first object 14 and the second object 15 are “30%” and “20”, respectively. % ”, When the slope of the γ curve with respect to the second object 15 changes by“ 1 ”according to the ratio“ 30/20 = 1.5 ”of each image occupancy rate, the γ curve with respect to the first object 14 The inclination is greatly changed by “1.5 times”.
また、この動作と並行し、第1オブジェクト5、第2オブジェクト6の平均輝度と、図4に示す重み付け係数が使用されて、平均輝度が高いオブジェクトに対するγ曲線の傾斜が小さくなるように調整されるとともに、平均輝度が低いオブジェクトに対するγ曲線の傾斜が大きくなるように調整されて、上述した画像処理で、画素数が多い輝度強度部分(分布が多い輝度レベル部分)のγ傾斜を大きくし、また画素数が少ない輝度強度部分(分布が少ない輝度レベル部分)のγ傾斜を小さくしたときにも、高輝度レベルが明るくなりすぎないように、また低輝度レベルが暗くなりすぎないように、第1オブジェクト5、第2オブジェクト6に対するγ曲線の傾斜変化率が調整される。
In parallel with this operation, the average brightness of the first object 5 and the
さらに、第1オブジェクト5、第2オブジェクト6の最大輝度、最低輝度に応じて、第1オブジェクト5、第2オブジェクト6に対するγ曲線の傾斜変化率に対する上限値、下限値が調整されるとともに、輝度ヒストグラム7、8全体をオフセットさせる際の移動量上限値、移動量下限値が調整されて、第1オブジェクト5、第2オブジェクト6に対するγ補正係数が算出された後、これら各γ補正係数に基づき、第1オブジェクト5、第2オブジェクト6の輝度が補正されて、第1オブジェクト5、第2オブジェクト6のコントラストが最適化された画像が全体処理ユニット3に供給される。
Furthermore, the upper limit value and the lower limit value for the slope change rate of the γ curve for the first object 5 and the
そして、画像全体処理ユニット3では、オブジェクト階調補正部13から出力される画像を取り込み、第2フレームメモリ部18にバッファリングしながら、画面全体委ヒストグラム算出部19によって画像全体の輝度ヒストグラムが算出される。その後、この輝度ヒストグラムに基づき、画面全体γ補正係数算出部20では、分布が多い輝度レベル近傍でγ曲線の傾斜が増大され、少ない分布の輝度レベル付近で、γ曲線の傾斜を低減するのに必要な画面全体γ補正係数が算出される。次いで、画面全体γ補正係数巡回リーク型積分部21では、巡回リーク型積分を行って時間方向に対する画面全体γ補正係数の変化をなだらかにさせる。次いで、画面全体階調補正部22では、画面全体γ補正係数に基づき、第2フレームメモリ部18から出力される画像全体の輝度を補正して、特定画像処理ユニット2におけるオブジェクト単位のγ補正処理で生じた第1オブジェクト5、第2オブジェクト6と、これら第1オブジェクト5、第2オブジェクト6の周辺部分とに不連続点(時間方向の不連続点)が生じないようにする。また、特定画像処理ユニット2で処理された第1オブジェクト5、第2オブジェクト6のコントラストと、画像全体のコントラストとを調和させ、シーンチェンジや急激な輝度変化が生じても、時間方向に対するγ補正係数の不連続点が生じないようにする。
Then, in the entire image processing unit 3, the image output from the object
このように、この実施形態では、オブジェクトヒストグラム算出部9によって、画像12に含まれる第1オブジェクト5、第2オブジェクト6を抽出して、輝度ヒストグラム7、8を求めるとともに、輝度ヒストグラム7、8の分布内容、平均輝度、最大輝度、最小輝度のいずれか1つ以上に基づき、オブジェクトγ補正係数算出部11を動作させて、γ曲線を補正し、オブジェクトγ補正係数を算出した後、このオブジェクトγ補正係数に基づき、オブジェクト階調補正部13を動作させて、第1オブジェクト5、第2オブジェクト6に対するγ補正処理を行うようにした。このため、画像12の中にある第1オブジェクト5、第2オブジェクト6のコントラストを調整して、特定の画像を強調したり、目立たなくすることができる。
As described above, in this embodiment, the object histogram calculation unit 9 extracts the first object 5 and the
また、この実施形態では、オブジェクトγ補正係数算出部11によって、オブジェクトγ補正係数を算出するとき、各オブジェクト、例えば第1オブジェクト14、第2オブジェクト15の専有面積率などに基づき、γ曲線の傾斜変化率を調整するようにしている。このため、専有面積が大きく、目立つ第1オブジェクト14のコントラストを強調して調整することができる。 In this embodiment, when the object γ correction coefficient is calculated by the object γ correction coefficient calculation unit 11, the slope of the γ curve is based on the exclusive area ratio of each object, for example, the first object 14 and the second object 15. The rate of change is adjusted. For this reason, the exclusive area is large, and the contrast of the conspicuous first object 14 can be emphasized and adjusted.
また、この実施形態では、オブジェクト階調補正部13によって、各オブジェクト、例えば第1オブジェクト5、第2オブジェクト6に対し、オブジェクト単位で、最適なオブジェクトγ補正係数を使用して、階調補正を行わせるようにしている。このため、第1オブジェクト5の輝度ヒストグラム7、第2オブジェクト6の輝度ヒストグラム8に応じて、第1オブジェクト5のコントラストと、第2オブジェクト6のコントラストとを各々、最適化することができる。
In this embodiment, the object
また、この実施形態では、特定画像処理ユニット2で第1オブジェクト5、第2オブジェクト6のコントラストが調整された画像を画像全体処理ユニット3に導き、画像全体の輝度ヒストグラムを算出して、γ曲線の傾斜を調整するとともに、巡回リーク型積分を行って、時間方向に対する画面全体γ補正係数の変化がなだらかになるようにしている。このため、特定画像処理ユニット2でのγ補正処理で生じた第1オブジェクト5、第2オブジェクト6と、これら第1オブジェクト5、第2オブジェクト6の周辺部分とに不連続点(時間方向の不連続点)が生じないようにし、特定画像処理ユニット2で処理された第1オブジェクト5、第2オブジェクト6のコントラストと、画像全体のコントラストとを調和させることができるとともに、シーンチェンジ、急激な輝度変化が生じても、時間方向に対する画面全体γ補正係数に不連続点が生じないようにすることができる。
In this embodiment, the image in which the contrast of the first object 5 and the
なお、上述した実施形態では、第1フレームメモリ部10、第2フレームメモリ部18によって、画像12などをバッファリングして、オブジェクトヒストグラム算出部9、オブジェクトγ補正係数算出部11の処理遅延、あるいは画面全体ヒストグラム算出部9、画面全体γ係数算出部20、画面全体γ補正係数巡回リーク型積分部21の処理遅延を吸収し、位相差を合わせるようにしているが、位相合わせが必要でないときには、第1フレームメモリ部10、第2フレームメモリ部18などを省略するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the first
1:画像処理装置
2:特定画像処理ユニット
3:画像全体処理ユニット
4:オブジェクト抽出部
5、14:第1オブジェクト
6、15:第2オブジェクト
7、8、16、17:輝度ヒストグラム
9:オブジェクトヒストグラム算出部
10:第1フレームメモリ部
11:オブジェクトγ補正係数算出部
12:画像
13:オブジェクト階調補正部
18:第2フレームメモリ部
19:画面全体ヒストグラム算出部
20:画面全体γ補正係数算出部
21:画面全体γ補正係数巡回リーク型積分部
22:画面全体階調補正部
23:加算回路
24:画面全体γ補正係数保持回路
25、26:乗算回路
1: Image processing device 2: Specific image processing unit 3: Whole image processing unit 4: Object extraction unit 5, 14:
Claims (1)
前記オブジェクト抽出部により抽出されたオブジェクトの輝度ヒストグラムを算出するオブジェクトヒストグラム算出部と、
前記オブジェクトヒストグラム算出部で算出された輝度ヒストグラムの分布データ、平均輝度データ、最大輝度データまたは最小輝度データのいずれか1つ以上のデータに基づいたγ補正をするためのオブジェクトγ補正係数を算出するオブジェクトγ補正係数算出部と、
前記オブジェクトγ補正係数算出部で算出されたオブジェクトγ補正係数に基づき、前記オブジェクトに対するγ補正処理を行うオブジェクト階調補正部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 An object extraction unit for extracting object information given in the incoming video signal;
An object histogram calculation unit for calculating a luminance histogram of the object extracted by the object extraction unit;
An object γ correction coefficient for performing γ correction based on any one or more of the distribution data, average luminance data, maximum luminance data, and minimum luminance data of the luminance histogram calculated by the object histogram calculation unit is calculated. An object γ correction coefficient calculation unit;
An object gradation correction unit that performs γ correction processing on the object based on the object γ correction coefficient calculated by the object γ correction coefficient calculation unit;
An image processing apparatus comprising:
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