JP2012027547A - 画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】補正対象画素の信号の値(Rin、Gin、Bin)が、周辺領域の信号レベル値(Ave)より大きい場合にその差(ΔR、ΔG、ΔB)が大きいほど補正対象画素の値がより大きくなるように補正し、補正対象画素の信号の値が周辺領域の信号レベル値より小さい場合にその差(ΔR、ΔG、ΔB)が大きいほど補正対象画素の値がより小さくなるように補正する(4)。強調度係数(Ka)により補正対象画素の信号の値と周辺領域の信号レベル値の差(ΔR、ΔG、ΔB)を増大させる度合いを制御する。
【選択図】図1
Description
画像を構成する複数の画素の信号を受けて、補正対象画素の周辺領域の信号レベル値を検出する周辺領域レベル検出手段と、
前記周辺領域レベル値に応じた強調度係数を決定する強調度決定手段と、
前記補正対象画素の信号の値が、前記周辺領域レベル検出手段によって検出された前記周辺領域の信号レベル値より大きい場合にその差が大きいほど前記補正対象画素の値がより大きくなるように補正し、前記補正対象画素の信号の値が前記周辺領域の信号レベル値より小さい場合にその差が大きいほど前記補正対象画素の値がより小さくなるように補正する局所階調補正手段とを具備し、
前記局所階調補正手段は、前記強調度係数により補正対象画素の信号の値と前記周辺領域の信号レベル値の差を大きくする度合いを変化させる
ことを特徴とする。
図1は本発明の実施の形態1に係る画像処理装置の構成を示す。
図示の画像処理装置は画像を構成する複数の画素の信号を受けて、画像のコントラストの補正を行うものである。各画素の信号(画素信号)は、複数の色成分の信号(色信号)から成る。複数の色信号は、例えば赤、緑、青の原色成分を表すものであり、それぞれ符号Rin、Gin、Binで表され、単に入力信号とも呼ばれる。画像処理装置は、複数の画素を順に補正対象画素として、当該画素のコントラスト補正後の信号Rout、Gout、Boutを順に出力する。
減算器41r、41g、41bは、補正対象画素の画素値(各色成分値)Rin、Gin、Binと、周辺領域レベル検出手段1から出力された周辺領域レベル値Aveとの差分ΔR、ΔG、ΔBを算出する。
乗算器42r、42g、42bは、減算器41r、41g、41bから出力された差分値ΔR、ΔG、ΔBを強調度係数Kaに応じて増幅して、増幅された差分Ka・ΔR、Ka・ΔG、Ka・ΔBを出力する。
加算器43r、43g、43bは、乗算器42r、42g、42bの出力値Ka・ΔR、Ka・ΔG、Ka・ΔBを、補正対象画素の画素値(色成分値)Rin、Gin、Binに加算し、加算結果を補正された、補正対象画素の画素値(色成分値)Rout、Gout、Boutとして出力する。
周辺領域レベル検出手段1は図2に示すように補正対象画素P0の周辺領域NA内の画素の信号成分の平均値Aveを算出して、周辺領域レベル値として出力する。例えば、補正対象画素P0を中心とし、水平5画素、垂直5画素の領域を周辺領域NAとし、該周辺領域NAに含まれる25画素の値を平均化する。例えば、各画素の輝度値Yを算出し、算出した25画素分の輝度値の単純平均を求める。
輝度値Yは、例えば、簡便法として、
Y=(Rin+2Gin+Bin)/4 …(1)
により求めることとしても良い。
なお、より正確な方法として、
Y=0.3Rin+0.59Gin+0.11Bin …(2)
により、輝度値Yを求めることとしても良い。
加算器112は、入力信号Rin、Ginと、ビットシフト手段111の出力(2×Gin)を加算する。ビットシフト手段113は加算手段112の出力の下位2ビットを切り捨てることで1/4倍し、式(1)で表される輝度値Yを表す信号を出力する。
加算器124は、ライン遅延手段123a〜123dの出力及び加算器122の出力を加算する。これにより、図2に示される水平5画素、垂直5画素の領域内の25画素の加算結果が得られる。
最大値選択手段13は、入力信号Rin、Gin、Binの最大値Mxをその画素の代表値として出力する。
図4の平均値算出手段12は、最大値選択手段13から出力される最大値Mxの平均を算出して、周辺領域レベル値Aveとして出力するものであり、図3の平均値算出手段12と同様に構成される。
入力信号RinがAveより小さいとき、例えばRin=Rin2(Rin2<Ave)の場合には、減算器41rにて算出された負の値ΔR=(Rin2−Ave)が乗算器42rによってKa倍され、乗算結果Ka×(Rin2−Ave)が元の信号に加算されることで、逆にRin2よりも小さい値のRout2が出力される。
上記の処理により、周辺画素とのコントラスト(信号差)が大きくなり、コントラストが強調される。
選択器21aは、Ave<Ave1のときAveを、Ave≧Ave1のときAve1を出力する。
選択器21bは、Ave<Ave1のときAve1を、Ave1≦Ave<Ave2のときAveを、Ave≧Ave2のときAve2を出力する。
選択器21cは、Ave<Ave2のときAve2を、Ave≧Ave2のときAveを出力する。
乗算器23a〜23cは、それぞれの入力信号の値に所定値a1、a2、a3を乗算する。
加算器24は、乗算器23a〜23cの出力を加算する。
加算器24の出力は、強調度係数Kaとして強調度決定手段2の出力となる。
このようにして図6および式(3)にて示した入出力特性を実現することができる。
図8は本発明の実施の形態2に係る画像処理装置を示す。図8に示される画像処理装置は、図1に示される実施の形態1の画像処理装置に対して、周辺領域高周波成分検出手段7と、強調度修正手段8とが付加されており、実施の形態1の乗算器42r、42g、42bの代りに、乗算器44r、44g、44bを備えている点で異なる。
輝度値算出手段71は、各画素の画素値(入力信号)Rin、Gin、Binに基づいて、当該画素の輝度値Ybを算出する。輝度値算出手段71は、例えば図3の輝度値算出手段11と同様に構成することができる。
積算器73は、ハイパスフィルタ72から出力される高周波成分値Ybhを、補正対象画素の周辺領域にわたり積算し、積算値を高周波成分量Ahpfとして出力する。
ハイパスフィルタ75は、ハイパスフィルタ72と同様のものであり、最大値Mxbの高周波成分値Mxbhを抽出する。
積算器76は、ハイパスフィルタ75から出力される高周波成分値Mxbhを補正対象画素の周辺領域にわたり積算し、積算値を高周波成分量Ahpfとして出力する。
ハイパスフィルタ77r、77g、77bは、それぞれ、補正対象画素の周辺領域内の画素の画素値Rin、Gin、Binの各色の高周波成分値Rh、Gh、Bhを抽出する。
合成器78は、ハイパスフィルタ77r、77g、77bから出力された各色の高周波成分値Rh、Gh、Bhを合成し、合成結果を高周波成分値Shとして出力する。この合成は例えば重み付け加算により行われる。高周波成分値Rh,Gh、Bhに対する重み付け係数は例えばそれぞれ1/4、1/2、1/4とされる。
積算器79は、合成器78から出力される高周波成分値Shを、補正対象画素の周辺の領域にわたり積算し、積算結果を、高周波成分量Ahpfとして出力する。
なお、ハイパスフィルタ72、75r、75g、75bのフィルタ係数は図12に示したものに限られず、フィルタ係数やタップ数の異なるフィルタを用いても良い。また、上記所定の領域の広さは、補正対象画素の周辺領域の広さと同じでなくても良い。
強調度修正係数Kbは、高周波成分量Ahpfがある所定値Ahpftまでは1、それよりも大きい範囲では、1より小さくなるように定められる。さらに図示の例では、高周波成分量Ahpfが所定値Ahpftよりも大きい範囲では、高周波成分量Ahpfの増加に伴い係数Kbが次第に小さくなるように定められている。強調度修正係数Kbは乗算器44r、44g、44bへ出力され、コントラストの補正度を調整する。
図14は本発明の実施の形態3に係る画像処理装置を示す。図14に示される画像処理装置は、図8に示される実施の形態2の画像処理装置に対して、周辺領域高周波成分検出手段7及び強調度修正手段8の代りに、周辺領域彩度検出手段9及び強調度修正手段10が設けられている点で異なる。
演算器91は、各画素の画素値(入力信号)Rin、Gin、Binに基づいて、当該画素の、色の濃さをあらわす彩度成分Srmを算出する。
出力される彩度成分量Armは、補正対象画素の周辺領域に色の濃い(彩度が高い)画素が多く含まれていると大きい値となり、該周辺領域が色の薄い(彩度が低い)画像で構成されていると低い値となる。
強調度修正係数Kcは、彩度成分量Armがある所定値Armtまでは1、それよりも大きい範囲では、1より小さくなるように定められる。さらに図示の例では、彩度成分量Armが所定値Armtよりも大きい範囲では、彩度成分量Armの増加に伴い係数Kcが次第に小さくなるように定められている。強調度修正係数Kcは乗算器44r、44g、44bへ出力され、コントラストの補正度を調整する。
Claims (12)
- 画像を構成する複数の画素の信号を受けて、補正対象画素の周辺領域の信号レベル値を検出する周辺領域レベル検出手段と、
前記周辺領域レベル値に応じた強調度係数を決定する強調度決定手段と、
前記補正対象画素の信号の値が、前記周辺領域レベル検出手段によって検出された前記周辺領域の信号レベル値より大きい場合にその差が大きいほど前記補正対象画素の値がより大きくなるように補正し、前記補正対象画素の信号の値が前記周辺領域の信号レベル値より小さい場合にその差が大きいほど前記補正対象画素の値がより小さくなるように補正する局所階調補正手段とを具備し、
前記局所階調補正手段は、前記強調度係数により補正対象画素の信号の値と前記周辺領域の信号レベル値の差を大きくする度合いを変化させる
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記周辺領域の信号レベル値は、前記周辺領域内の画素の信号の値の、前記周辺領域にわたる平均値であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記画素の信号が、当該画素の複数の色成分値を表す複数の色信号から成り、
前記周辺領域レベル検出手段は、前記周辺領域内の複数の画素の各々の複数の色信号から前記周辺領域の信号レベル値を求めることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記周辺領域レベル検出手段は、前記周辺領域内の複数の画素の各々の複数の色信号から輝度値を求め、該輝度値の前記周辺領域にわたる平均値を、前記周辺領域の信号レベル値として求めることを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記周辺領域レベル検出手段は、前記周辺領域内の複数の画素の各々の複数の色信号の最大値を求め、該最大値の前記周辺領域にわたる平均値を、前記周辺領域の信号レベル値として求めることを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記強調度決定手段は、前記周辺領域の信号レベル値の値が前記入力画像の信号レベル値が取りうる最大の値の略1/2から3/4の間で前記強調度係数の値を最も大きくすることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像処理装置。
- 前記補正対象画素の周辺領域における画像の高周波数成分量を検出する周辺領域高周波成分検出手段と、
前記周辺領域の前記高周波成分量に応じた強調度修正係数を決定する強調度修正手段をさらに具備し、
前記局所階調補正手段は、前記強調度修正係数により補正対象画素の値と前記周辺領域の信号レベル値との差を大きくする度合いを修正し、
前記強調度修正手段は、前記周辺領域の高周波成分量が大きい場合に前記補正の度合い
を小さくするように、修正を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記周辺領域高周波成分検出手段は、
前記補正対象画素の周辺領域の、各画素についての高周波数成分値を、前記周辺領域にわたり積算した値を、前記高周波数成分量とする
ことを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。 - 前記強調度修正手段は、画像の高周波数成分量に応じた階調度修正係数を生成し、
前記局所階調補正手段は、前記階調度係数と前記階調度修正係数の積により、前記補正を行う
請求項7又は8に記載の画像処理装置。 - 前記補正対象画素の周辺領域における画像の彩度成分値を検出する周辺領域彩度検出手段と、
前記周辺領域の前記彩度成分量に応じた強調度修正係数を決定する強調度修正手段をさらに具備し、
前記局所階調補正手段は、前記強調度修正係数により補正対象画素の値と前記周辺領域の信号レベル値との差を大きくする度合いを修正し、
前記強調度修正手段は、前記周辺領域の彩度成分量が大きい場合に前記補正の度合いを小さくするように、修正を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記周辺領域彩度成分検出手段は、
前記補正対象画素の周辺領域の、各画素についての彩度成分値を、前記周辺領域にわたり積算した値を、前記彩度成分量とする
ことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。 - 前記強調度修正手段は、画像の彩度成分量に応じた階調度修正係数を生成し、
前記局所階調補正手段は、前記階調度係数と前記階調度修正係数の積により、前記補正を行う
請求項10又は11に記載の画像処理装置。
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