JP2007259148A - Frequency threshold setting apparatus and method for histogram projection processing, and recording medium recorded with program therefor - Google Patents

Frequency threshold setting apparatus and method for histogram projection processing, and recording medium recorded with program therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2007259148A
JP2007259148A JP2006081677A JP2006081677A JP2007259148A JP 2007259148 A JP2007259148 A JP 2007259148A JP 2006081677 A JP2006081677 A JP 2006081677A JP 2006081677 A JP2006081677 A JP 2006081677A JP 2007259148 A JP2007259148 A JP 2007259148A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
peak
histogram
frequency threshold
luminance
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.)
Granted
Application number
JP2006081677A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4571923B2 (en
Inventor
Takayuki Ono
貴之 小野
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2006081677A priority Critical patent/JP4571923B2/en
Publication of JP2007259148A publication Critical patent/JP2007259148A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4571923B2 publication Critical patent/JP4571923B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an image with a high contrast intensification effect in a low-contrast image. <P>SOLUTION: A video signal input unit outputs an input video signal from the outside to a histogram calculation unit and a level conversion unit. The histogram calculation unit calculates a luminance histogram for a luminance level average among a plurality of frames of each of pixels in the image signal and outputs the luminance histogram to a frequency threshold determination unit and a level conversion function calculation unit. The frequency threshold determination unit performs frequency division on the luminance histogram, calculates an average value of signal level differences within divided sections, and calculates differentials (ΔL2-ΔL1, ΔL3-ΔL2, ...) between adjacent sections of these signal level difference average values. If the differential of average values of signal level differences investigated from up to down is a fixed value RTH or smaller continuously for N differentials and a differential ΔLN+1-ΔLN exceeds the fixed value RTH in an (N+1)th frequency divided section, this image is determined as an image having a peak and the frequency at a time when the differential exceeds the fixed value RTH is calculated as a frequency threshold for the peak. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、低コントラストの画像をより鮮明に表示することのできるヒストグラムプロジェクション処理用度数閾値設定装置、方法、及びそのプログラムを記録した記録媒体に関する。   The present invention relates to a histogram projection processing frequency threshold setting apparatus and method capable of displaying a low-contrast image more clearly, and a recording medium on which the program is recorded.

従来、カメラ等で取得された画像には往々にして低コントラストの画像がある。低コントラストの画像は見にくいので、画像処理技術によってコントラストを高め、より鮮明に表示するための様々な方法が開発されてきた。その画像処理のひとつとしてヒストグラムプロジェクション(以下、HPと記載)処理がある。   Conventionally, an image acquired by a camera or the like often has a low contrast image. Since low-contrast images are difficult to see, various methods have been developed to increase contrast by using image processing techniques and display them more clearly. One of the image processes is a histogram projection (hereinafter referred to as HP) process.

HP処理は、1フレーム内において入力映像信号の信号レベルとその信号レベルの度数との関係を表すヒストグラムを生成し、度数閾値以上を持つ信号レベルのみを表示階調に割り当てるよう入力映像信号レベルを表示信号レベルに変換する方法である。   In the HP processing, a histogram representing the relationship between the signal level of the input video signal and the frequency of the signal level within one frame is generated, and the input video signal level is assigned so that only a signal level having a frequency threshold or more is assigned to the display gradation. This is a method of converting the display signal level.

図6(a),(b) は、従来のHP処理をより具体的に示す図である。これを演算する場合の式は、以下の式で表すことができる。
image_out(i)=hplevel(image_in(i))
ここで「image_out(i)」は第i画素の処理後の出力レベルを示し、「image_in(i)」は第i画素の入力レベルを示している。なお、係数iは、i=1,2,・・・Nを表し、Nは全画素数を表している。
6A and 6B are diagrams more specifically showing the conventional HP process. The equation for calculating this can be expressed by the following equation.
image_out (i) = hplevel (image_in (i))
Here, “image_out (i)” indicates the output level after processing of the i-th pixel, and “image_in (i)” indicates the input level of the i-th pixel. The coefficient i represents i = 1, 2,... N, and N represents the total number of pixels.

また、「hplevel(x)」は入力レベルがxの画素を表示階調にレベル変換する関数であり、式
hplevel(x)=GSdisp/GStotal×(GS(x)−1)
により、求められる。ここで、GSdispは表示階調数、GStotalは切り捨て後の全階調教である。上記に示す式
GS(x)=Σ[j=0〜x](cnt(j))
は、x以下で画素数がHPth(度数閾値)を越えている階調数を表し、pop(y)を入力レベルyの画素数として、
cnt(y)=1|pop(y)≧HPth
=0|pop(y)<HPth
は、入力レベルyの画素数が度数閾値HPthを越えているか否かのフラグを表している。
Further, “hlevel (x)” is a function for converting the level of a pixel whose input level is x into a display gradation, and the expression hplevel (x) = GSdisp / GStotal × (GS (x) −1)
Is required. Here, GSdisp is the number of display gradations, and GStotal is all gradations after truncation. GS (x) = Σ [j = 0-x] (cnt (j))
Represents the number of gradations in which the number of pixels is less than or equal to x and exceeds HPth (frequency threshold), and pop (y) is the number of pixels of the input level y,
cnt (y) = 1 | pop (y) ≧ HPth
= 0 | pop (y) <HPth
Represents a flag indicating whether or not the number of pixels of the input level y exceeds the frequency threshold HPth.

上記第i画素の入力レベル「image_in(i)」は、入力レベルxを表示階調にレベル変換する関数「hplevel(x)」に従い、第i素の処理後の出力レベル「image_out(i)」に変換される。   The input level “image_in (i)” of the i-th pixel follows the function “hlevel (x)” for converting the input level x to the display gradation, and the output level “image_out (i)” after the processing of the i-th element. Is converted to

「hplevel(x)」は、入力レベルx以下で画素数が度数閾値HPthを越えている階調数「GS(x)」から1を引いた値に、切り捨て後の全階調数「GStotal」を表示階調数「GSdisp」に有効に割当てるよう、その比を掛けることによって算出される。   “Hplevel (x)” is a value obtained by subtracting 1 from the number of gradations “GS (x)” in which the number of pixels exceeds the frequency threshold HPth at the input level x or less, and the total number of gradations “GStotal” after rounding down. Is multiplied by the ratio so as to be effectively assigned to the display gradation number “GSdisp”.

「GS(x)」は、入力レベルyの画素数「pop(y)」がHPth以上の場合、入力レベルyの画素数が度数閾値HPthを越えているか否かのフラグ「cnt(y)」を1とし、カウント値「Σ[j=0〜x](cnt(j)」をカウントアップすることによって算出される。   “GS (x)” is a flag “cnt (y)” indicating whether or not the number of pixels at the input level y exceeds the frequency threshold HPth when the number of pixels “pop (y)” at the input level y is equal to or greater than HPth. Is set to 1, and the count value “Σ [j = 0 to x] (cnt (j))” is counted up.

上述したHP処理における度数閾値HPthは、入力画像の各場面に対して固定値となっており、通常は多くの入力映像信号レベルを残すように、低い値に設定されている。
図6(a) は、そのように輝度ヒストグラムの度数閾値が低い値に固定して設定されている場合の度数閾値と輝度ヒストグラムがピークを持つ画像である場合の輝度ヒストグラムとの関係を示すであり、同図(b) のその度数閾値に基づいてHP処理された画像の出力レベルを示す図である。
The frequency threshold HPth in the above-described HP processing is a fixed value for each scene of the input image, and is normally set to a low value so as to leave many input video signal levels.
FIG. 6 (a) shows the relationship between the frequency threshold when the frequency threshold of the luminance histogram is set to a low value and the luminance histogram when the luminance histogram is an image having a peak. FIG. 6 is a diagram showing an output level of an image subjected to HP processing based on the frequency threshold value in FIG.

図6(a) に示すように、度数閾値が常に低い値に固定して設定されていると、輝度ヒストグラムがピークを持つような画像では、同図(b) に示すように、その出力レベルではピークの部分が生かされず大差の無い階調の占める割合が多くなり、画像全体のコントラストが低下してしまう。   As shown in Fig. 6 (a), when the frequency threshold is always fixed to a low value, the output level of an image having a peak in the luminance histogram is shown in Fig. 6 (b). In this case, the peak portion is not utilized, and the proportion of gradations with no significant difference increases, and the contrast of the entire image decreases.


画像のコントラストを強調するものとしては、画像データのヒストグラムに独特の処理を行って、ダイナミックレンジの狭い映像においても明暗のはっきりしたメリハリのある表示を可能とする方法が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)
特開2004−212809号公報(要約、段落0028〜0030、図1)

As a method for enhancing the contrast of an image, a method has been proposed in which a unique process is performed on a histogram of image data to enable a clear and sharp display even in an image with a narrow dynamic range. (For example, refer to Patent Document 1.)
JP 2004-212809 (Abstract, paragraphs 0028-0030, FIG. 1)

特許文献1の技術は、段落0026〜段落0030の説明にもあるように、低輝度画素側と高輝度画素側のみ階調レベルを切り捨て表示階調に変換する処理であり、中間輝度画素が少ない場合では中間輝度の階調レベルは切捨てられないため表示階調に有効に変換できずコントラスト強調効果が低下してしまう。 また、従来からあるHP処理の方法は、上述したように度数閾値は、場面画像ごとに予め設定されているので、場面の急激な変化に伴う輝度レベルの頻繁な変化に対処できない。また、設定される度数閾値が一般的に低い値であるため、輝度ヒストグラムにピークを有する画像に対して明暗のはっきりしたメリハリのある表示ができない。     As described in paragraphs 0026 to 0030, the technique of Patent Document 1 is a process of cutting off gradation levels only on the low luminance pixel side and the high luminance pixel side and converting them to display gradations, and there are few intermediate luminance pixels. In some cases, the gradation level of the intermediate luminance cannot be cut off, so that it cannot be effectively converted to the display gradation, and the contrast enhancement effect is reduced. Further, in the conventional HP processing method, as described above, since the frequency threshold is preset for each scene image, it cannot cope with a frequent change in the luminance level accompanying a sudden change in the scene. In addition, since the set frequency threshold is generally a low value, an image having a peak in the luminance histogram cannot be clearly and clearly displayed.

本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、各場面のヒストグラムの形状により輝度分布の度数閾値を適切な値に変更設定することによって低コントラストの画像に対してもより鮮明にコントラスト強調効果の高い画像を得ることができるヒストグラムプロジェクション処理用度数閾値設定装置、方法、及びそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。   In view of the above-described conventional situation, the problem of the present invention is that the frequency threshold of the luminance distribution is changed and set to an appropriate value according to the shape of the histogram of each scene, so that the contrast enhancement effect can be obtained more clearly even for low-contrast images. It is an object to provide a histogram projection processing frequency threshold setting apparatus and method capable of obtaining a high image, and a recording medium recording the program.

先ず、第1の発明の記録媒体は、入力画像データの各画素の複数フレーム間の輝度レベル平均に対して輝度ヒストグラムを算出する輝度ヒストグラム算出機能と、上記生成された輝度ヒストグラムが一定以上のピークを有するか否かを判定するピーク有無判定機能と、上記輝度ヒストグラムが一定以上のピークを有するとき、そのピークの立ち上がり部の度数を求めるピーク立上部度数取得機能と、上記ピークが1つであるときはそのピークの立ち上がり部の度数、上記ピークが複数であるときは夫々のピークの立ち上がり部の度数の中の最小の度数を、上記入力画像データのヒストグラムプロジェクション処理用の度数閾値として設定するピーク有り度数閾値設定機能と、一定以上のピークが無いときは、度数の多い階調順に度数を累積し、全画素数の所定割合を超えたときの加算度数を上記入力画像データのヒストグラムプロジェクション処理用の度数閾値として設定するピーク無し度数閾値設定機能と、を実行させるためのプログラムをコンピュータにより読み取り可能に記録されている。   First, a recording medium according to a first aspect of the present invention is a luminance histogram calculation function for calculating a luminance histogram with respect to an average luminance level between a plurality of frames of each pixel of input image data, and the generated luminance histogram has a certain peak or more. A peak presence / absence determination function for determining whether or not the peak has a certain peak or more, a peak rising frequency acquisition function for determining the frequency of the rising portion of the peak, and the peak is one. When the frequency of the rising portion of the peak is plural, and when the number of the peaks is plural, the minimum frequency among the frequencies of the rising portions of the respective peaks is set as the frequency threshold for the histogram projection processing of the input image data. The frequency threshold setting function and when there is no peak above a certain level, the frequency is accumulated in the order of the most frequent gradation. A program for executing a peakless frequency threshold setting function for setting the addition frequency when the predetermined ratio of the total number of pixels exceeds a frequency threshold for histogram projection processing of the input image data to be read by a computer is recorded. Has been.

次に、第2の発明のヒストグラムプロジェクション処理用度数閾値設定方法は、入力画像データの各画素の複数フレーム間の輝度レベル平均に対して輝度ヒストグラムを算出する輝度ヒストグラム算出工程と、上記生成された輝度ヒストグラムが一定以上のピークを有するか否かを判定するピーク有無判定工程と、上記輝度ヒストグラムが一定以上のピークを有するとき、そのピークの立ち上がり部の度数を求めるピーク立上部度数取得工程と、上記ピークが1つであるときはそのピークの立ち上がり部の度数、上記ピークが複数であるときは夫々のピークの立ち上がり部の度数の中の最小の度数を、上記入力画像データのヒストグラムプロジェクション処理用の度数閾値として設定するピーク有り度数閾値設定工程と、一定以上のピークが無いときは、度数の多い階調順に度数を累積し、全画素数の所定割合を超えたときの加算度数を上記入力画像データのヒストグラムプロジェクション処理用の度数閾値として設定するピーク無し度数閾値設定工程と、を含んで構成される。   Next, a histogram threshold value setting method for histogram projection processing according to a second aspect of the present invention is a luminance histogram calculation step for calculating a luminance histogram with respect to an average luminance level between a plurality of frames of each pixel of input image data, A peak presence / absence determination step for determining whether or not the luminance histogram has a peak above a certain level, and a peak rising frequency acquisition step for determining the frequency of the rising portion of the peak when the luminance histogram has a peak above a certain level, When the number of peaks is one, the frequency of the rising portion of the peak, and when the number of peaks is plural, the minimum frequency among the frequencies of the rising portion of each peak is used for histogram projection processing of the input image data. The peak frequency threshold setting process to set as the frequency threshold and the peak above a certain level If there is no peak, the frequency is accumulated in order of the most frequent gray levels, and the addition frequency when the predetermined ratio of the total number of pixels is exceeded is set as the frequency threshold for histogram projection processing of the input image data. And comprising.

更に、第3の発明のヒストグラムプロジェクション処理用度数閾値設定装置は、入力画像データの各画素の複数フレーム間の輝度レベル平均に対して輝度ヒストグラムを算出する輝度ヒストグラム算出手段と、上記生成された輝度ヒストグラムが一定以上のピークを有するか否かを判定するピーク有無判定手段と、上記輝度ヒストグラムが一定以上のピークを有するとき、そのピークの立ち上がり部の度数を求めるピーク立上部度数取得手段と、上記ピークが1つであるときはそのピークの立ち上がり部の度数、上記ピークが複数であるときは夫々のピークの立ち上がり部の度数の中の最小の度数を、上記入力画像データのヒストグラムプロジェクション処理用の度数閾値として設定するピーク有り度数閾値設定手段と、一定以上のピークが無いときは、度数の多い階調順に度数を累積し、全画素数の所定割合を超えたときの加算度数を上記入力画像データのヒストグラムプロジェクション処理用の度数閾値として設定するピーク無し度数閾値設定手段と、を有して構成される。   Further, the histogram threshold value setting device for histogram projection processing according to the third aspect of the present invention is a luminance histogram calculation means for calculating a luminance histogram with respect to an average luminance level between a plurality of frames of each pixel of the input image data, and the generated luminance Peak presence / absence determining means for determining whether or not the histogram has a certain peak or higher, peak rising frequency obtaining means for obtaining the frequency of the rising portion of the peak when the luminance histogram has a certain or higher peak, and the above When there is one peak, the frequency at the rising portion of the peak, and when there are a plurality of peaks, the minimum frequency among the frequencies at the rising portion of each peak is used for histogram projection processing of the input image data. There is a peak frequency threshold setting means to set as a frequency threshold, and peaks above a certain level If there is no peak, the frequency is accumulated in the order of the most frequent gradations, and the addition frequency when the predetermined ratio of the total number of pixels is exceeded is set as a frequency threshold for histogram projection processing of the input image data. And is configured.

本発明によれば、各場面のヒストグラムの形状により輝度分布の度数閾値を適切な値に変更設定するので、低コントラストの画像に対してもより鮮明にコントラスト強調効果の高い画像を得ることができるヒストグラムプロジェクション処理用度数閾値設定装置、方法、及びそのプログラムを記録した記録媒体を提供することが可能となる。   According to the present invention, the frequency threshold of the luminance distribution is changed and set to an appropriate value depending on the shape of the histogram of each scene, so that an image with a high contrast enhancement effect can be obtained even for a low-contrast image. It is possible to provide a histogram projection processing frequency threshold setting apparatus and method, and a recording medium on which the program is recorded.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、一実施の形態におけるヒストグラムプロジェクション(以下、HPと記載)処理システムのブロック図である。同図に示すように、HP処理システムは、映像信号入力部1、ヒストグラム算出部2、レベル変換部3、度数閾値判定部4、及びレベル変換関数算出部5から構成される。   FIG. 1 is a block diagram of a histogram projection (hereinafter referred to as HP) processing system according to an embodiment. As shown in the figure, the HP processing system includes a video signal input unit 1, a histogram calculation unit 2, a level conversion unit 3, a frequency threshold determination unit 4, and a level conversion function calculation unit 5.

映像信号入力部1には、外部から映像信号が1フレームごとに入力する。映像信号入力部1は、その入力する映像信号をヒストグラム算出部2とレベル変換部3に出力する。
ヒストグラム算出部2は、映像信号入力部1から入力される画像信号の各画素の複数フレーム間の輝度レベル平均に対する輝度ヒストグラムを算出し、その算出した輝度ヒストグラムを度数閾値判定部4とレベル変換関数算出部5へ出力する。
A video signal is input from the outside to the video signal input unit 1 for each frame. The video signal input unit 1 outputs the input video signal to the histogram calculation unit 2 and the level conversion unit 3.
The histogram calculation unit 2 calculates a luminance histogram with respect to an average luminance level between a plurality of frames of each pixel of the image signal input from the video signal input unit 1, and uses the calculated luminance histogram as a frequency threshold determination unit 4 and a level conversion function Output to the calculation unit 5.

尚、上記ヒストグラム算出部2で行われる輝度ヒストグラムの算出は、通常のHP処理で行われる処理である。
度数閾値判定部4は、ヒストグラム算出部2から入力される輝度ヒストグラムを用い、後述する度数分割と、差分の調査と、ピーク判定と、閾値の設定(算出)を行う。
The calculation of the luminance histogram performed by the histogram calculation unit 2 is a process performed by a normal HP process.
The frequency threshold determination unit 4 uses the luminance histogram input from the histogram calculation unit 2 to perform frequency division, a difference check, peak determination, and threshold setting (calculation) described later.

図2は、輝度ヒストグラムにピークが有る画像の場合のピーク判定と度数閾値の算出例を示す図である。同図は横軸に階調を示し、縦軸に度数を示している。なお、階調すなわち信号レベルは、本例では8ビット構成で0〜255の値をとる256階調で表されるものとする。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of peak determination and frequency threshold calculation for an image having a peak in the luminance histogram. In the figure, the horizontal axis indicates gradation and the vertical axis indicates frequency. The gradation, that is, the signal level is represented by 256 gradations having a value of 0 to 255 in an 8-bit configuration in this example.

度数閾値判定部4は、先ず、輝度ヒストグラムにローパスフィルタを掛けて大局的な変化を抽出する。次に、抽出した輝度ヒストグラムの度数最大値を算出する。そして、その度数最大値を、図2に示すように、ある一定度数値で分割する。   The frequency threshold value determination unit 4 first extracts a global change by applying a low-pass filter to the luminance histogram. Next, the frequency maximum value of the extracted luminance histogram is calculated. Then, the maximum frequency value is divided by a certain fixed numerical value as shown in FIG.

そして、輝度ヒストグラムの最上段の度数分割区間から、信号レベル差の分布区間内平均値ΔL1 を算出し、次に最上段の度数分割区間から二番目の度数分割区間の信号レベル差の分布区間内平均値ΔL2 を算出するというように、順次輝度ヒストグラムの最下段の度数分割区間まで信号レベル差の分布区間内平均値(ΔL1 、ΔL2 、ΔL3 、・・・)をそれぞれ算出する。   Then, an average value ΔL1 within the distribution interval of the signal level difference is calculated from the frequency division section at the top of the luminance histogram, and then within the distribution section of the signal level difference of the second frequency division section from the frequency division section at the top. The average value (ΔL 1, ΔL 2, ΔL 3,...) Of the signal level difference is sequentially calculated up to the lowest frequency division section of the luminance histogram so that the average value ΔL 2 is calculated.

例えば1番目の度数分割区間において、最大度数をa個、最小度数をb個、b個である信号レベルをAレベル及びBレベル(B>A))とすると(仮にAレベルを階調118近傍、Bレベルを階調138近傍とする)、b個における信号レベル差は(B−A)となる。次に(b+1)個における信号レベル差を求め(B−A)に加算する。これをa個まで繰返し、総加算値を(a−b)で割った値が信号レベル差の平均値ΔL1となる。   For example, in the first frequency division section, assuming that the signal level of the maximum frequency is a, the minimum frequency is b, and b is A level and B level (B> A)) (assuming that the A level is near the gradation 118) , B level is in the vicinity of the gradation 138), and the signal level difference in b is (B−A). Next, the signal level difference in (b + 1) is obtained and added to (B−A). This is repeated up to a, and the value obtained by dividing the total added value by (ab) is the average value ΔL1 of the signal level difference.

その結果を仮に138−118=20とする。また、この1番目の度数分割区間の信号レベルの差の平均値ΔL1 が所定の値よりも小さいときは、ここにピークがある可能性がある。   The result is assumed to be 138-118 = 20. Further, when the average value ΔL1 of the signal level difference in the first frequency division section is smaller than a predetermined value, there may be a peak here.

上記に続いて、それら算出された信号レベル差平均値の隣接区間間の差分(ΔL2 −ΔL1 、ΔL3 −ΔL2 、・・・)を順次算出する。
例えば、2番目の度数分割区間において、最大度数をc個、最小度数をd個、d個である信号レベルをCレベル及びDレベル(D>C))とすると(仮にCレベルを階調113近傍、Dレベルを階調141近傍とする)、d個における信号レベル差は(D−C)となる。次に(d+1)個における信号レベル差を求め(D−C)に加算する。これをc個まで繰返し、総加算値を(c−d)で割った値が信号レベル差の平均値ΔL2となる。その結果を仮に143−113=30とする。
Subsequent to the above, the difference (ΔL 2 −ΔL 1, ΔL 3 −ΔL 2,...) Between adjacent sections of the calculated signal level difference average value is sequentially calculated.
For example, in the second frequency division section, assuming that the maximum frequency is c, the minimum frequency is d, and the signal level of d is C level and D level (D> C)) (assuming that C level is gradation 113). The signal level difference between d and d is (D−C). Next, the signal level difference in (d + 1) is obtained and added to (D−C). This is repeated up to c, and the value obtained by dividing the total added value by (cd) is the average value ΔL2 of the signal level difference. The result is assumed to be 143-113 = 30.

そして、これら上下に隣接する度数分割区間の間の信号レベル差の平均値の差分「ΔL2 −ΔL1 」(仮の値としては「30−20=10」)が一定値RTH(例えば20)よりも大であるか否かを調べるということを、順次度数分割区間の下方へと行っていく。   Then, the difference “ΔL2−ΔL1” (the provisional value “30-20 = 10”) of the average value of the signal level difference between the frequency division sections adjacent above and below is higher than a constant value RTH (for example, 20). Checking whether or not it is large is sequentially performed below the frequency division section.

そして、その調べた信号レベル差の平均値の差分がN個連続して一定値RTH以下であって、かつ、N+1個目の度数分割区間で、N個目の度数分割区間との信号レベル差の平均値の差分が一定値RTHを超えたとき、この1フレームの画像をピークを持つ画像であると判定する。そして、一定値RTHを超えたときの度数を、そのピークに対する度数閾値として算出する。   Then, the difference of the average value of the examined signal level differences is N consecutively less than or equal to a certain value RTH, and the signal level difference between the N + 1th frequency division section and the Nth frequency division section When the difference between the average values of these exceeds a certain value RTH, it is determined that the image of one frame is an image having a peak. Then, the frequency when the constant value RTH is exceeded is calculated as the frequency threshold for the peak.

例えばN番目の度数分割区間において、最大度数をi個、最小度数をj個、j個である信号レベルをIレベル及びJレベル(J>I))とすると(仮にIレベルを階調85近傍、Dレベルを階調166近傍とする)、j個における信号レベル差は(J−I)となる。次に(j+1)個における信号レベル差を求め(J−I)に加算する。これをi個まで繰返し、総加算値を(i−j)で割った値が信号レベル差の平均値ΔLNとなる。その結果を仮に166−85=81とする。   For example, in the Nth frequency division section, if the maximum frequency is i, the minimum frequency is j, and the signal level is j and the signal level is I level and J level (J> I), the I level is assumed to be near the gradation 85. , The D level is in the vicinity of the gradation 166), and the signal level difference at j is (J-I). Next, the signal level difference in (j + 1) is obtained and added to (J−I). This is repeated up to i times, and the value obtained by dividing the total sum by (i−j) is the average value ΔLN of the signal level difference. The result is assumed to be 166-85 = 81.

同様にして、例えばN+1番目の度数分割区間において、最大度数をm個、最小度数をn個、n個である信号レベルをMレベル及びNレベル(N>M))とすると(仮にMレベルを階調64近傍、Nレベルを階調188近傍とする)、n個における信号レベル差は(N−M)となる。次に(n+1)個における信号レベル差を求め(N−M)に加算する。これをm個まで繰返し、総加算値を(m−n)で割った値が信号レベル差の平均値ΔLN+1となる。その結果を仮に188−64=124とする。   Similarly, for example, in the (N + 1) th frequency division section, if the maximum frequency is m, the minimum frequency is n, and the signal level of n is M level and N level (N> M)) (assuming that M level is In the vicinity of gradation 64, the N level is assumed to be near gradation 188), and the signal level difference at n is (N−M). Next, a signal level difference in (n + 1) is obtained and added to (NM). This is repeated up to m, and the value obtained by dividing the total sum by (mn) is the average value ΔLN + 1 of the signal level difference. The result is assumed to be 188−64 = 124.

この隣り合う度数分割区間の信号レベル差の平均値の差分「ΔLN+1 −ΔLN 」(仮の値としては「124−81=43」)が所定の一定値RTHよりも大であったとすれば、この一定値RTHを超えた度数(N番目の度数分割区間とN+1番目の度数分割区間の中間値)がピークに対する度数閾値として算出される。   If the difference “ΔLN + 1−ΔLN” (provisional value “124−81 = 43”) of the average signal level difference between the adjacent frequency division sections is larger than a predetermined constant value RTH. The frequency exceeding this fixed value RTH (the intermediate value between the Nth frequency division section and the N + 1th frequency division section) is calculated as the frequency threshold value for the peak.

尚、上記の「ΔLN+1 −ΔLN 」が一定値RTHを超えた度数は、階調の低いほうから見て輝度ヒストグラムのピークが立ち上がり始めた度数を示しているということも出来る。
図3(a) は、図6(a) に示した入力輝度ヒストグラムに対して、上述した手法により度数閾値を設定した図であり、同図(b) はその結果としての出力輝度ヒストグラムを示す図である。
Note that the frequency at which “ΔLN + 1−ΔLN” exceeds a certain value RTH indicates the frequency at which the peak of the luminance histogram starts to rise as seen from the lower gradation.
FIG. 3 (a) is a diagram in which the frequency threshold is set by the above-described method with respect to the input luminance histogram shown in FIG. 6 (a), and FIG. 3 (b) shows the resulting output luminance histogram. FIG.

上述したようにして算出された度数閾値は、図1において度数閾値判定部4からレベル変換関数算出部5に出力される。レベル変換関数算出部5は、ヒストグラム算出部2から入力されている輝度ヒストグラムと、度数閾値判定部4から入力される度数閾値とに基づいてレベル変換関数を算出する。   The frequency threshold calculated as described above is output from the frequency threshold determination unit 4 to the level conversion function calculation unit 5 in FIG. The level conversion function calculation unit 5 calculates a level conversion function based on the luminance histogram input from the histogram calculation unit 2 and the frequency threshold input from the frequency threshold determination unit 4.

このレベル変換関数の算出では、まず、図3(a) に示すように、度数閾値によって度数閾値以下の階調部分a、b、cの度数が切捨てられる。度数が切捨てられた階調部分a、b、cは、このままでは使用されない、いわば余った階調部分である。この余った階調部分に、切捨てられずに残った階調部分d、eの度数を配分するための関数がレベル変換関数である。   In the calculation of the level conversion function, first, as shown in FIG. 3A, the frequencies of the gradation portions a, b, c below the frequency threshold are cut off by the frequency threshold. The gradation portions a, b, and c with the frequencies truncated are unused gradation portions that are not used as they are. A level conversion function is a function for allocating the frequencies of the remaining gradation portions d and e to the remaining gradation portions.

このレベル変換関数は、図1においてレベル変換部3に出力される。レベル変換部3は映像信号入力部1から入力される入力映像信号を、レベル変換関数算出部5から入力されたレベル変換関数に基づいて信号レベルを変換して表示装置に出力する。   This level conversion function is output to the level conversion unit 3 in FIG. The level conversion unit 3 converts the signal level of the input video signal input from the video signal input unit 1 based on the level conversion function input from the level conversion function calculation unit 5 and outputs the signal level to the display device.

図3(b) は、その出力輝度ヒストグラムを示している。このように、本実施の形態によれば、場面画像に応じて度数閾値が設定され、例えば、輝度ヒストグラムがピークを持つような場面画像に対しては、ピークの部分を残すように度数閾値を高く設定するので、コントラスト強調効果の高い画像を得ることができる。   FIG. 3B shows the output luminance histogram. As described above, according to the present embodiment, the frequency threshold is set according to the scene image. For example, for a scene image having a peak in the luminance histogram, the frequency threshold is set so as to leave a peak portion. Since it is set high, an image with a high contrast enhancement effect can be obtained.

また、各画素の複数フレーム間のレベル平均に対して輝度ヒストグラムを算出して、上記の処理を行うので、入力映像の場面が急激に変化して画面全体の輝度レベルが頻繁に変化するような場合でも、その輝度レベルを前後の場面に連動するよう緩やかな変化とすることができ、入力映像の輝度レベルが頻繁に変化するような場合でも、見やすい画像を得ることができる。   Also, since the luminance histogram is calculated for the average level between a plurality of frames of each pixel and the above processing is performed, the scene of the input video changes rapidly and the luminance level of the entire screen changes frequently. Even in such a case, the luminance level can be gradually changed so as to be linked to the preceding and following scenes, and an easy-to-view image can be obtained even when the luminance level of the input video frequently changes.

尚、図3(a) に示す例では、輝度ヒストグラムにピークを持つ画像についての処理を分易く説明するために、ピークが二つある場合で、たまたま2つのピークの分布変化から算出された度数閾値が同一であった場合を取り上げているが、ピークごとに度数閾値が異なる場合について、代表的にピークが三つある場合を例にとって以下に説明する。   In the example shown in FIG. 3 (a), in order to easily explain the processing for an image having a peak in the luminance histogram, in the case where there are two peaks, the frequency that happens to be calculated from the distribution change of the two peaks. Although the case where the threshold values are the same is taken up, the case where the frequency threshold value is different for each peak will be described below by taking a case where there are typically three peaks as an example.

図4は、輝度ヒストグラムに複数(図の例では三つ)のピークのある画像の度数閾値の設定例を示す図である。同図に示すように輝度ヒストグラムに三つのピーク6、7、8のある画像について、図2及び図3(a),(b) で説明した本発明の処理を行った結果、それぞれについて異なる3つの度数閾値Fth1 、Fth2 、Fth3 が算出され、Fth1 <Fth2 <Fth3 であるとする。   FIG. 4 is a diagram showing a setting example of the frequency threshold value of an image having a plurality of peaks (three in the example in the figure) in the luminance histogram. As shown in the figure, as a result of performing the processing of the present invention described in FIG. 2 and FIGS. 3A and 3B on an image having three peaks 6, 7, and 8 in the luminance histogram, 3 different for each. Two frequency thresholds Fth1, Fth2, and Fth3 are calculated, and it is assumed that Fth1 <Fth2 <Fth3.

この場合は、最小度数閾値として第1ピーク6に対して算出された度数閾値Fth1 を、この画像の度数閾値として設定する。これにより、複数ピークのある画像の強調効果を高めると共に、より多くの入力映像信号レベルを残すことができる。   In this case, the frequency threshold Fth1 calculated for the first peak 6 as the minimum frequency threshold is set as the frequency threshold of this image. Thereby, the enhancement effect of an image having a plurality of peaks can be enhanced, and more input video signal levels can be left.

次に、輝度ヒストグラムにピークのない画像の度数閾値の設定について説明する。
図5は、輝度ヒストグラムにピークのない画像の度数閾値の設定例を示す図である。輝度ヒストグラムにピークのない画像の場合は、図1の度数閾値判定部4においては、先ず度数の多い階調順(降順)に度数を累積する。そして、全画素数のR%を越えた時の加算度数を度数閾値として設定する。尚、Rは、90〜100の範囲で設定される。
Next, setting of the frequency threshold for an image having no peak in the luminance histogram will be described.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of setting the frequency threshold of an image having no peak in the luminance histogram. In the case of an image having no peak in the luminance histogram, the frequency threshold value determination unit 4 in FIG. 1 first accumulates the frequencies in the order of the gradations with the highest frequency (descending order). Then, the addition frequency when R% of the total number of pixels is exceeded is set as the frequency threshold. In addition, R is set in the range of 90-100.

このように、本例においては、輝度ヒストグラムがピークを持たない場面画像では、多くの入力映像信号レベルを残すように度数閾値を低く設定する。   As described above, in this example, in a scene image in which the luminance histogram does not have a peak, the frequency threshold is set low so as to leave many input video signal levels.

一実施の形態におけるヒストグラムプロジェクション(HP)処理システムのブロック図である。1 is a block diagram of a histogram projection (HP) processing system in one embodiment. FIG. 輝度ヒストグラムにピークが有る画像の場合のピーク判定と度数閾値の算出例を示す図である。It is a figure which shows the peak determination in the case of the image which has a peak in a brightness | luminance histogram, and the calculation example of a frequency threshold value. (a) はピークのある入力輝度ヒストグラムに対して本発明の手法により度数閾値を設定した図、(b) はその結果としての出力輝度ヒストグラムを示す図である。(a) is a diagram in which a frequency threshold is set for a peaked input luminance histogram by the method of the present invention, and (b) is a diagram showing an output luminance histogram as a result. 輝度ヒストグラムに複数のピークのある画像の度数閾値の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the frequency threshold value of the image which has a some peak in a brightness | luminance histogram. 輝度ヒストグラムにピークのない画像の度数閾値の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the frequency threshold value of the image without a peak in a brightness | luminance histogram. (a),(b) は従来のHP処理をより具体的に示す図である。(a), (b) is a figure which shows the conventional HP process more concretely.

符号の説明Explanation of symbols

1 映像信号入力部
2 ヒストグラム算出部
3 レベル変換部
4 度数閾値判定部
5 レベル変換関数算出部
6,7,8 輝度ヒストグラムのピーク
1 Video signal input unit 2 Histogram calculation unit 3 Level conversion unit 4 Frequency threshold determination unit 5 Level conversion function calculation unit 6, 7, 8 Peak of luminance histogram

Claims (3)

入力画像データの各画素の複数フレーム間の輝度レベル平均に対して輝度ヒストグラムを算出する輝度ヒストグラム算出機能と、
前記生成された輝度ヒストグラムが一定以上のピークを有するか否かを判定するピーク有無判定機能と、
前記輝度ヒストグラムが一定以上のピークを有するとき、そのピークの立ち上がり部の度数を求めるピーク立上部度数取得機能と、
前記ピークが1つであるときはそのピークの立ち上がり部の度数、前記ピークが複数であるときは夫々のピークの立ち上がり部の度数の中の最小の度数を、前記入力画像データのヒストグラムプロジェクション処理用の度数閾値として設定するピーク有り度数閾値設定機能と、
一定以上のピークが無いときは、度数の多い階調順に度数を累積し、全画素数の所定割合を超えたときの加算度数を前記入力画像データのヒストグラムプロジェクション処理用の度数閾値として設定するピーク無し度数閾値設定機能と、
を実行させるためのプログラムをコンピュータにより読み取り可能に記録された記録媒体。
A luminance histogram calculation function for calculating a luminance histogram with respect to an average luminance level between a plurality of frames of each pixel of the input image data;
A peak presence / absence determination function for determining whether or not the generated luminance histogram has a certain peak or more;
When the brightness histogram has a peak above a certain level, a peak rising frequency acquisition function for determining the frequency of the rising portion of the peak;
When the number of peaks is one, the frequency of the rising portion of the peak, and when there are a plurality of peaks, the minimum frequency of the frequencies of the rising portion of each peak is used for histogram projection processing of the input image data. Peak frequency threshold setting function to set as the frequency threshold,
When there is no peak above a certain level, the frequency is accumulated in the order of the most frequent gradations, and the addition frequency when a predetermined ratio of the total number of pixels is exceeded is set as a frequency threshold for histogram projection processing of the input image data None frequency threshold setting function,
A recording medium recorded with a computer readable program.
入力画像データの各画素の複数フレーム間の輝度レベル平均に対して輝度ヒストグラムを算出する輝度ヒストグラム算出工程と、
前記生成された輝度ヒストグラムが一定以上のピークを有するか否かを判定するピーク有無判定工程と、
前記輝度ヒストグラムが一定以上のピークを有するとき、そのピークの立ち上がり部の度数を求めるピーク立上部度数取得工程と、
前記ピークが1つであるときはそのピークの立ち上がり部の度数、前記ピークが複数であるときは夫々のピークの立ち上がり部の度数の中の最小の度数を、前記入力画像データのヒストグラムプロジェクション処理用の度数閾値として設定するピーク有り度数閾値設定工程と、
一定以上のピークが無いときは、度数の多い階調順に度数を累積し、全画素数の所定割合を超えたときの加算度数を前記入力画像データのヒストグラムプロジェクション処理用の度数閾値として設定するピーク無し度数閾値設定工程と、
を含むことを特徴とするヒストグラムプロジェクション処理用度数閾値設定方法。
A luminance histogram calculating step of calculating a luminance histogram for the average luminance level between a plurality of frames of each pixel of the input image data;
A peak presence / absence determination step for determining whether or not the generated luminance histogram has a certain peak or more;
When the luminance histogram has a peak above a certain level, a peak rising frequency obtaining step for obtaining the frequency of the rising portion of the peak; and
When the number of peaks is one, the frequency of the rising portion of the peak, and when there are a plurality of peaks, the minimum frequency of the frequencies of the rising portion of each peak is used for histogram projection processing of the input image data. A peak presence frequency threshold setting step for setting as a frequency threshold,
When there is no peak above a certain level, the frequency is accumulated in the order of the most frequent gradations, and the addition frequency when a predetermined ratio of the total number of pixels is exceeded is set as a frequency threshold for histogram projection processing of the input image data None frequency threshold setting step,
A frequency threshold value setting method for histogram projection processing.
入力画像データの各画素の複数フレーム間の輝度レベル平均に対して輝度ヒストグラムを算出する輝度ヒストグラム算出手段と、
前記生成された輝度ヒストグラムが一定以上のピークを有するか否かを判定するピーク有無判定手段と、
前記輝度ヒストグラムが一定以上のピークを有するとき、そのピークの立ち上がり部の度数を求めるピーク立上部度数取得手段と、
前記ピークが1つであるときはそのピークの立ち上がり部の度数、前記ピークが複数であるときは夫々のピークの立ち上がり部の度数の中の最小の度数を、前記入力画像データのヒストグラムプロジェクション処理用の度数閾値として設定するピーク有り度数閾値設定手段と、
一定以上のピークが無いときは、度数の多い階調順に度数を累積し、全画素数の所定割合を超えたときの加算度数を前記入力画像データのヒストグラムプロジェクション処理用の度数閾値として設定するピーク無し度数閾値設定手段と、
を有することを特徴とするヒストグラムプロジェクション処理用度数閾値設定装置。
A luminance histogram calculating means for calculating a luminance histogram with respect to an average luminance level between a plurality of frames of each pixel of the input image data;
Peak presence / absence determining means for determining whether or not the generated luminance histogram has a certain peak or more;
When the luminance histogram has a peak above a certain level, a peak rising frequency acquisition means for determining the frequency of the rising portion of the peak;
When the number of peaks is one, the frequency of the rising portion of the peak, and when there are a plurality of peaks, the minimum frequency of the frequencies of the rising portion of each peak is used for histogram projection processing of the input image data. A peak presence frequency threshold setting means for setting as a frequency threshold;
When there is no peak above a certain level, the frequency is accumulated in the order of the most frequent gradations, and the addition frequency when a predetermined ratio of the total number of pixels is exceeded is set as a frequency threshold for histogram projection processing of the input image data None frequency threshold setting means,
A frequency threshold setting device for histogram projection processing characterized by comprising:
JP2006081677A 2006-03-23 2006-03-23 Histogram projection processing frequency threshold setting apparatus, method, and recording medium recording the program. Expired - Fee Related JP4571923B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006081677A JP4571923B2 (en) 2006-03-23 2006-03-23 Histogram projection processing frequency threshold setting apparatus, method, and recording medium recording the program.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006081677A JP4571923B2 (en) 2006-03-23 2006-03-23 Histogram projection processing frequency threshold setting apparatus, method, and recording medium recording the program.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007259148A true JP2007259148A (en) 2007-10-04
JP4571923B2 JP4571923B2 (en) 2010-10-27

Family

ID=38632911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006081677A Expired - Fee Related JP4571923B2 (en) 2006-03-23 2006-03-23 Histogram projection processing frequency threshold setting apparatus, method, and recording medium recording the program.

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4571923B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105574839A (en) * 2014-10-16 2016-05-11 中兴通讯股份有限公司 Image processing method and device
WO2016203922A1 (en) * 2015-06-16 2016-12-22 株式会社日立国際電気 Imaging device and image processing method
RU2627143C1 (en) * 2016-10-13 2017-08-03 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Method of detecting low-contrast point objects

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000306088A (en) * 1999-02-19 2000-11-02 Nikon Corp Image correcting device and recording medium storing image correcting program
JP2003296728A (en) * 2002-03-29 2003-10-17 Fujitsu Ltd Infrared image signal processor
JP2004212809A (en) * 2003-01-07 2004-07-29 Lg Electronics Inc Display device and its gradation display method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000306088A (en) * 1999-02-19 2000-11-02 Nikon Corp Image correcting device and recording medium storing image correcting program
JP2003296728A (en) * 2002-03-29 2003-10-17 Fujitsu Ltd Infrared image signal processor
JP2004212809A (en) * 2003-01-07 2004-07-29 Lg Electronics Inc Display device and its gradation display method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105574839A (en) * 2014-10-16 2016-05-11 中兴通讯股份有限公司 Image processing method and device
WO2016203922A1 (en) * 2015-06-16 2016-12-22 株式会社日立国際電気 Imaging device and image processing method
JPWO2016203922A1 (en) * 2015-06-16 2018-05-24 株式会社日立国際電気 Imaging apparatus and image processing method
RU2627143C1 (en) * 2016-10-13 2017-08-03 Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Method of detecting low-contrast point objects

Also Published As

Publication number Publication date
JP4571923B2 (en) 2010-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2648955C1 (en) Image processing system and machine readable recording medium
US8149299B2 (en) Apparatus and method for generating a picture having a high visibility
JP5093083B2 (en) Image processing apparatus and method, and program
EP2068569A1 (en) Method of and apparatus for detecting and adjusting colour values of skin tone pixels
US8577167B2 (en) Image processing system and spatial noise reducing method
JP6477369B2 (en) Information embedding device, information embedding method, and information embedding program
CN104134191A (en) Image denoising method and image denoising device
US20140286575A1 (en) Image processing method and apparatus for improving detail of image
JP4571923B2 (en) Histogram projection processing frequency threshold setting apparatus, method, and recording medium recording the program.
US20090060377A1 (en) Image processing methods and image processing apparatuses utilizing the same
JP6873648B2 (en) Electronic devices, display devices, and information output methods
CN111754412B (en) Method and device for constructing data pair and terminal equipment
JP2010226646A (en) Video processing apparatus
US9715736B2 (en) Method and apparatus to detect artificial edges in images
EP3979199A1 (en) Image processing method, image processing apparatus, and program
US20210090223A1 (en) Image processing apparatus, image processing method, and non-transitory computer-readable storage medium
US7770098B2 (en) Signal processing apparatus and method therefor
JP2009010819A (en) Image discriminating apparatus and method, and program
US9143755B2 (en) Image processing device
KR101493425B1 (en) Apparatus and method for interpolating image, and apparatus for processing image using the same
KR101024818B1 (en) Image processing apparatus using error diffusion method
US20120170864A1 (en) Perceptual block masking estimation system
US20090129694A1 (en) Method and apparatus thereof for enhancing digital image
JP2008064831A (en) Image processing circuit, image processing method, electro-optical device, and electronic equipment
JP5598185B2 (en) Conspicuous image generating apparatus and conspicuous image generating program

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080806

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100802

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100810

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100813

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130820

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees