JP2526376B2 - コントラスト自動変換方式 - Google Patents

コントラスト自動変換方式

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JP2526376B2
JP2526376B2 JP60170252A JP17025285A JP2526376B2 JP 2526376 B2 JP2526376 B2 JP 2526376B2 JP 60170252 A JP60170252 A JP 60170252A JP 17025285 A JP17025285 A JP 17025285A JP 2526376 B2 JP2526376 B2 JP 2526376B2
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雅宏 山田
征史 重松
寛二 香取
正宏 不破
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、2次元画像の濃度レベルを変える処理を
行うことにより2次元状の濃度階調を人間の感覚に丁度
適合するようなコントラストに自動的に変換して2次元
画像表示をするための2次元画面におけるコントラスト
自動変換方法に関するものである。
[従来の技術] 従来、2次元画面におけるコントラストを変換するに
あたって、第7図や第8図や第9図に示すような方法が
提案されている。第7図は入力の濃度と出力の濃度とが
線形の場合を表示している。生体の視覚系では、入力の
輝度情報Xは、感覚出力Yとすると、 Y=A・Xn/(Xn+Sn) の関数形(第2図参照)に近い形で変換が行われている
ことが知られている(nは正の数)。したがって、第7
図の場合には見やすい画像の階調とならない。また、第
8図は、入力を対数で表示した時に直線となる場合(実
線)であるが、最大と最小との差が非常に大きくなり、
ギラギラとしたものになり不快感が生じる。また点線の
ようにシャープに圧縮される時にも不自然で不快感を伴
う。また第9図のようにべき関数となる場合、これはガ
ンマ補正と言われているが、前二者と同様に飽和特性が
ないので強いレベルで不都合が生じる。このように、第
7図,第8図および第9図の従来方法は、生体の視覚の
特徴に合わせて画像の濃度レベルを変える処理をしてな
いという欠点があった。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記のような従来方式の欠点を除去するため
になされたもので、生体の明るさ感覚の特徴に合わせて
画像の濃度レベルを手動操作なしに自動的に変換するこ
とを目的とする。
[問題点を解決するための手段] かかる目的を達成するために、本発明は、2次元状の
受光面からの入力信号X(i画素の濃度情報Xi(i=1,
2…N))を表示系への出力信号Yに変換するコントラ
スト自動変換方法において、関数 Y=(YM−Ym)・Xn/(Xn+Sn)+Ym ただし、YMおよびYmは前記表示系の特性から定まる前
記出力信号Yの最大値および最小値、Sは前記濃度情報
Xi(i=1,2…N)より定まる幾何平均、nは前記幾何
平均を求めたときの画素の内S/aおよびaS以下(a>
1)の濃度の画素数をN1、N2として次式により定まる数 n=loga(N2/N1) を定め、該関数に基づき前記入力信号Xを前記出力信号
Yに変換することを特徴とする。
また、本発明は、2次元状の受光面からの入力信号X
(i画素の濃度情報Xi(i=1,2…N))を表示系への
出力信号Yに変換するコントラスト自動変換方法におい
て、関数 Y=(YM−Ym)・Xn/(Xn+Sn)+Ym ただし、YMおよびYmは前記表示系の特性から定まる、
前記出力信号Yの最大値および最小値、Sは前記濃度情
報Xi(i=1,2…N)より定まる幾何平均、nは濃度の
低いレベルから教えてNbおよびN(1−b)番目(0<
b<0.5)の画素の濃度情報をXpおよびXqとして次式よ
り定まる数 n=2log(1/b−1)/log(Xq/Xp) を定め、該関数に基づき前記入力信号Xを前記出力信号
Yに変換することを特徴とする。
[作 用] 本発明によれば、2次元画面におけるコントラストを
人の目の明るさ感覚の特徴に丁度合った画像の濃度レベ
ルに自動的に調整することができ、視覚に適合するコン
トラストを持った2次元画像が自動的に得られる。
[実施例] 以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
この発明の原理を第1図を用いて説明する。ここで、
CCDなどのテレビカメラの受光面1において、ある画素
2における濃度レベルの値をXとする。受光面1からの
入力信号Xに対して、濃度階調変換部3は次に示すよう
な変換関数の変換処理を行い、その変換後の濃度Yを示
す出力信号をテレビジョン画面などの表示系4に供給す
る。ここで、画像表示系4の最大極限値および最小極限
値の濃度YMとYmは、その画像表示系の特性により定める
値である。当初の濃度Xは、変換後の濃度Yとなるとす
る。このときの関数 Y=f(X)=(YM−Ym)・Xn/(Xn+Sn)+Ym を第2図に示すが、その求め方を以下に示す。いま画像
表示系4の全体の画素をM個とし、N個の画素(N≦
M)のうちi番目の画素の濃度をXiとする(ただしi=
1,2,…N)。
まず、変換定数Sの値の求め方は、次の2通りの方法
がある。関数Y=h(X)においてX=Sのときに、Y
は最大と最小の中間の値をとることが分かる。以下にそ
のやり方を示す。
(1)N個の画素のうち最大および最小の濃度をXmおよ
びXMとすると、 であることが解る。
(2)N個の画素の全ての画素の濃度情報をXi(ただし
i=1,2,…N)とすると、濃度情報は感覚的には対数目
盛りで捉えるのが通常であるから、対数で目盛った画素
の濃度の平均値Sを求めると、そのSは、 の式からSを解くことにより、 と求まる。
以上のように(1)および(2)ともにSは所定の部
分または全体の画素の濃度情報の幾何平均を求めること
に帰着する。その求め方は、デジタル計算機で求める方
法と、電子回路的に求める方法とがある。前者は数式通
り計算すればよい。後者では、画素の各点を読み出して
時系列信号としそれを対数変換器にかけた後に、積分器
を用いて時間的に積分し、積分時間で割った後に逆対数
変換器にかけることにより求まる。
次に、nの求め方について説明する。その方法として
は2通りの方法があるので、それを以下に示す。ここ
で、画素の濃度階調Xの出現頻度の累積分布関数N
(X)を関数h(X)=Xn/(Xn+Sn)で近似する(第
3図(A),(B)参照)。すなわち、 N(X)=N・Xn/(Xn+Sn) と表わされるとする。
第1の方法は、Sを求めたときと同じ画面内の画素の
うちS/aおよびaS以下(a>1)の濃度の画素数をそれ
ぞれN1,N2とし(第3図(A)参照)、それらN1,N2を求
める方法である。N1とN2とは以下のようになる。
N1=N(S/a)=N・(S/a)n/((S/a)+Sn) =N/(1+an) N2=N(aS)=N・(aS)n/((aS)+Sn) =N・an/(1+an) したがって、N1とN2の比に関してaを底とした対数をと
ると、 loga(N2/N1)=n となるので、nの値を決定できる。したがって、nを求
めるには、S/aとaSの濃度以下の画素数の比N1/N2を求め
ることに帰着する。N1とN2の求め方には、デジタル計算
機で演算する方法と、アナログ回路で行う方法とがあ
る。後者は、2つの異なる濃度レベル信号S/aとaSとを
検出するレベル検出回路で検出した信号を波形成形し、
各々を積分する。それぞれの信号を対数変換回路に通し
た後、その差をとり、定数倍すればよい。
第2の方法は、累積分布関数をN(X)として、濃度
の低いレベルから順に数えてNb番目およびN(1−b)
番目の時の濃度Xの値(第3図(B)参照)XpおよびXq
をそれぞれ求める(0<b<0.5)。
Nb=N・▲Xn p▼/(▲Xn p▼+Sn) N(1−b)=N・Xq/(Xq+Sn) 以上の2式から、 (Xq/Xp=(1/b−1) したがって、 n=2log(1/b−1)/log(Xq/Xp) となるので、nの値を決定できる。したがって、nを求
めるのには、第1の方法と同様に、デジタル計算機で演
算する方法と、アナログ回路で行う方法とがある。
このようにY=f(X)で表わされるときに、生体の
明るさ感覚の特徴に丁度合ったコントラストをもった画
像の濃度レベルとなる。
本発明では、さまざまなコントラストを持った画像を
人間の感覚に適合した平均濃度レベルに合わせるだけで
なく、コントラストも適度なものに自動的に合わせるこ
とが可能である。すなわち、画像のコントラストが少な
いとき、つまり入力の濃度階調の変化の幅が狭いときに
は広くするために濃度階調変換の関数として第4図にお
けるn>1の時の曲線で示すように変換すればよい。ま
た階調変化の幅が広すぎる時には狭くする(n<1の時
の曲線を示す)ことができる。このようにして、本発明
によって画像の濃度レベルの階調を変換する処理を行う
ことにより、自動的に濃度階調を人間の感覚に丁度適合
するようなコントラストを持った画像表示を得ることが
できる。
次に、本発明の実施例を第5図および第6図に示す。
これら実施例はいずれもCCDカメラ5からの出力の濃度
信号Xを上述した階調関数Y=f(X)の処理を行う階
調変換回路6(例えば、特公平1−60786号スケール変
換回路を用いる)に供給し、ここで濃度階調がY=f
(X)に応じて自動的に変換された出力Yを、第5図で
はTV信号処理回路7へと供給し、第6図では電子スチー
ルカメラ8へ供給する。
[発明の効果] 以上のように本発明によれば、従来は写真フィルムを
用いた撮影時にコントラストの度合い、すなわち軟調硬
調の度合いをγ値の異なるフィルムを使用することによ
って適正なコントラストの画像を得ていたのに対して、
フィルムを交換するという手間が不要であり、2次元画
面におけるコントラストを人の目の明るさ感覚の特徴に
丁度合った画像の濃度レベルに自動的に調整することが
でき、視覚に適合するコントラストを持った画像が自動
的に得られる。しかも、本発明では、画素単位で変換処
理を行うので、かかるコントラストの調整は2次元画面
の全体あるいは特定の一部分のいずれであってもよく、
たとえばハレーションのおきている部分についてのみ濃
度階調を変換するようにもできる。本発明によれば、人
間の目の視細胞における濃度階調変換、すなわちコント
ラスト感度を最も適当なところに自動的に持って来るこ
とでき、それにより目の情報容量に近似的に近い画像情
報の伝送が可能である。本発明によって、視覚に適合す
るコントラストを持った高品質テレビジョン、カメラ、
テレビカメラ、電子スチールカメラなどの各種画像処理
装置へ応用することが可能であり、様々な分野に画期的
な変革をもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の自動コントラスト自動変換方法の原理
を示すブロック線図、 第2図は第1図に示した入力信号と出力信号との間の関
係を示すグラフ、 第3図(A),(B)は画素の濃度Xの出現頻度の累積
密度分布関数の近似式を用いたnの決定方法を示すグラ
フ、 第4図は濃度階調変換の式で、nの値が異なる場合を示
すグラフ、 第5図および第6図は本発明の実施例を示すブロック線
図、 第7図は従来のコントラスト自動変換方式を入力と出力
とが線形の場合について示すグラフ、 第8図は同じく出力が入力の対数に比例する場合で出力
が飽和しない場合(実線)と飽和する場合(破線)とを
示すグラフ、 第9図は出力が入力のべき関数に比例する場合(ガンマ
補正に相当する)を示すグラフである。 1……受光面、 2……画素、 3……濃度階調変換部、 4……表示系、 5……CCDカメラ、 6……濃度階調変換回路、 7……TV信号処理回路、 8……電子スチールカメラ。
フロントページの続き (72)発明者 香取 寛二 茨城県新治郡桜村梅園1丁目1番4号 電子技術総合研究所内 (72)発明者 不破 正宏 茨城県新治郡桜村梅園1丁目1番4号 電子技術総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭54−80754(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2次元状の受光面からの入力信号X(i画
    素の濃度情報Xi(i=1,2…N))を表示系への出力信
    号Yに変換するコントラスト自動変換方法において、関
    数 Y=(YM−Ym)・Xn/(Xn+Sn)+Ym ただし、YMおよびYmは前記表示系の特性から定まる前記
    出力信号Yの最大値および最小値、Sは前記濃度情報Xi
    (i=1,2…N)より定まる幾何平均、nは前記幾何平
    均を求めたときの画素の内S/aおよびaS以下(a>1)
    の濃度の画素数をN1、N2として次式により定まる数 n=loga(N2/N1) を定め、該関数に基づき前記入力信号Xを前記出力信号
    Yに変換することを特徴とするコントラスト自動変換方
    法。
  2. 【請求項2】2次元状の受光面からの入力信号X(i画
    素の濃度情報Xi(i=1,2…N))を表示系への出力信
    号Yに変換するコントラスト自動変換方法において、関
    数 Y=(YM−Ym)・Xn/(Xn+Sn)+Ym ただし、YMおよびYmは前記表示系の特性から定まる、前
    記出力信号Yの最大値および最小値、Sは前記濃度情報
    Xi(i=1,2…N)より定まる幾何平均、nは濃度の低
    いレベルから教えてNbおよびN(1−b)番目(0<b
    <0.5)の画素の濃度情報をXpおよびXqとして次式より
    定まる数 n=2log(1/b−1)/log(Xq/Xp) を定め、該関数に基づき前記入力信号Xを前記出力信号
    Yに変換することを特徴とするコントラスト自動変換方
    法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007171055A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Matsushita Electric Works Ltd 照明空間の明るさ感覚指標規定方法、およびそれを用いた屋内照明設計方法
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