JP2843232B2 - Apparatus and method for contrast enhancement - Google Patents
Apparatus and method for contrast enhancementInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、入力画像のコントラス
トを改善し、鮮鋭な画像出力を得るためのコントラスト
強調装置及び方法に係り、特に、出現頻度の高い濃度分
布を、できるだけ異なる濃度値に分離することによって
コントラストを強調するコントラスト強調装置及び方法
に関する。The present invention relates improves the contrast of the input image, co for obtaining a sharp image output contrast
It relates to enhancement apparatus and method, in particular, a high concentration distribution frequency of occurrence relates to emphasize to Turkey contrast enhancement apparatus and method <br/> contrast by separating as much as possible different density values.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、入力画素の濃度値と度数値のヒス
トグラムを、全ての濃度領域にわたり一様な濃度分布を
持つように濃度変換してコントラストを強調する方法が
特開昭61−45676に開示されている。2. Description of the Related Art Conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-45676 discloses a method for enhancing the contrast by converting the density value histogram of input pixels and the frequency value into a density distribution so as to have a uniform density distribution over all density regions. It has been disclosed.
【0003】これを、例えば図1に示すような、座標
(x ,y )(位置)と濃度の情報を持つ画素データにつ
いて説明する。図1に示す例では、濃度値は6と7の2
値のみである。This will be described with reference to pixel data having information of coordinates (x, y) (position) and density as shown in FIG. In the example shown in FIG. 1, the density value is 2 of 6 and 7.
Value only.
【0004】まず、1画面の各濃度値における画素の累
積度数を算出し、横軸に濃度値、縦軸に濃度値毎の発生
頻度(画素数)をとった、図2に示すようなヒストグラ
ムを作成する。ヒストグラムは、全体的に明るい、暗
い、コントラストが低い等の画像の大まかな性質を簡便
に把握するのに有用である。First, the cumulative frequency of pixels at each density value on one screen is calculated, and the density value is plotted on the horizontal axis, and the frequency of occurrence (the number of pixels) for each density value is plotted on the vertical axis, as shown in FIG. Create The histogram is useful for easily grasping the general properties of an image such as overall bright, dark, and low contrast.
【0005】次に、図3に示すように、各濃度値の発生
頻度を等しくし、ヒストグラムを平坦にする。このヒス
トグラム平坦化により、原画像に比べてコントラストが
強調される。Next, as shown in FIG. 3, the frequency of occurrence of each density value is equalized, and the histogram is flattened. By this histogram flattening, the contrast is enhanced as compared with the original image.
【0006】なお、図3においては、画素が座標(x ,
y )の辞書式順序により、濃度の低い順に割り当てられ
ている。In FIG. 3, a pixel has coordinates (x,
According to the lexicographic order of y), they are assigned in ascending order of density.
【0007】一般に画素の周囲の濃度に応じて座標の順
序付けをして処理するのが良い方法と言われている。図
1で、座標(2,1)、(2,2)、(3,1)、
(3,2)、(4,1)、(4,2)は濃度7で、周り
より濃度が高くなっているので、これを考慮して、座標
を割り当てたものが図4である。In general, it is said that it is a good method to perform processing by ordering coordinates according to the density around a pixel. In FIG. 1, coordinates (2,1), (2,2), (3,1),
(3, 2), (4, 1), and (4, 2) have a density of 7, which is higher than that of the surroundings. FIG.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
コントラスト強調処理(ハイコントラスト処理とも称す
る)では、平坦化処理前のどの同一濃度の画素を、平坦
化処理後のどの濃度に割り当てるかにより、結果が大き
く変わってしまうという問題がある。THE INVENTION Problems to be Solved] However, the conventional
Also referred to as the contrast enhancement processing (high-contrast processing
) , There is a problem that the result greatly changes depending on which pixel of the same density before the flattening process is assigned to which density after the flattening process.
【0009】上に述べたように、図4のような、画素の
周囲の濃度に応じて座標の順序付けをした処理をするに
は、アルゴリズムが複雑で、装置としての実現が難し
い。しかし、そのような処理をしないでランダムに割り
当てると、画像そのものの精度がかなり落ちてしまうと
いう問題がある。As described above, in order to perform the processing of ordering the coordinates according to the density around the pixel as shown in FIG. 4, the algorithm is complicated and it is difficult to realize the apparatus. However, if such processing is not performed at random and there is a problem, the accuracy of the image itself is considerably reduced.
【0010】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、平坦化処理において、画素の座標情
報と濃度値情報の両方を必要とすることなく、濃度値情
報のみを変換することにより、出現頻度の高い濃度分布
を、できるだけ異なる濃度値に分離してコントラストを
強調することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. In the flattening process, only density value information is converted without requiring both pixel coordinate information and density value information. it allows the high density distribution of occurrence frequency, an object of <br/> strong tone to Rukoto contrast to separate as much as possible different density values.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、入力画像に対
し、コントラストを強調する処理を行うコントラスト強
調装置において、入力画像の各画素の濃度値毎の度数を
示すヒストグラムを作成する手段と、該ヒストグラムを
用いて、入力画素の濃度値の低いものから順に、全ての
濃度レベルに対して度数を平坦化する手段と、入力画素
の濃度値を、該平坦化で得られた濃度分布における同じ
元の入力画像濃度値の分布の略平均をとった値の濃度値
に変換することにより、コントラストを強調する手段と
を備えることにより、前記目的を達成したものである。
本発明は、又、入力画像に対し、コントラストを強調す
る処理を行うコントラスト強調方法において、入力画像
の各画素の濃度値毎の度数を示すヒストグラムを作成
し、該ヒストグラムを用いて、入力画素の濃度値の低い
ものから順に、全ての濃度レベルに対して度数を平坦化
し、入力画素の濃度値を、該平坦化で得られた濃度分布
における同じ元の入力画像濃度値の分布の略平均をとっ
た値の濃度値に変換することにより、同じく前記目的を
達成したものである。Means for Solving the Problems The present invention, the input image, the contrast enhancement unit that performs processing to enhance the contrast, a histogram showing <br/> the degree number of each density value of each pixel of the input image means for creating, the histogram
All the input pixels in descending order of density value.
Means for flattening the frequency relative density level, the density value of input Chikaraga containing the same in the obtained density distribution in the flattened
By converting the density values <br/> of approximate mean took values of the distribution of the original input image density value, by Ru and means for emphasizing the contrast is obtained by achieving the above object.
The present invention also the input image, the contrast enhancement method for performing processing for emphasizing contrast, a histogram that indicates the degree number of each density value of each pixel of the input image, using the histogram, the input pixel Low density value
The frequencies are flattened for all the density levels in order from the density, and the density value of the input pixel is changed to the density distribution obtained by the flattening.
The average of the distribution of the same original input image density values in
The above object is also achieved by converting the density value into a density value .
【0012】[0012]
【作用】本発明によれば、入力画像の各画素の濃度値と
度数値のヒストグラムにより、入力画素の濃度値の低い
ものから順に全ての濃度レベルに対して度数を平坦化
し、入力画素の濃度値を、該平坦化で得られた濃度分布
における同じ元の入力画像濃度値の分布の略平均をとっ
た値の濃度値に変換して、出現頻度の高い濃度分布を、
できるだけ異なった濃度値に分離することにより、コン
トラストの強調が行われる。According to the present invention, the density value of each pixel of the input image and the histogram of the frequency values are used to determine the low density value of the input pixel.
The frequencies are flattened for all the density levels in order from the one , and the density value of the input pixel is converted to the density distribution obtained by the flattening.
The average of the distribution of the same original input image density values in
Is converted to the density value of
By separating the density values as different as possible, the contrast is enhanced.
【0013】[0013]
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0014】図5は、本発明の基本構成を表わすブロッ
ク線図である。FIG. 5 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention.
【0015】図5において、10はカメラ、12はアナ
ログ/デジタル変換器、14はフレームメモリ、16は
ヒストグラムジェネレータ、18は濃度値分離回路、2
0はデジタル/アナログ変換器、22はディスプレイで
ある。In FIG. 5, 10 is a camera, 12 is an analog / digital converter, 14 is a frame memory, 16 is a histogram generator, 18 is a density value separation circuit,
0 is a digital / analog converter and 22 is a display.
【0016】又図6は、本実施例の構成の概要を表わす
ブロック線図であり、図6においては、図5の濃度値分
離回路18をCPU24とRAM等で構成される濃度変
換回路26で置換えたものである。FIG. 6 is a block diagram showing an outline of the configuration of this embodiment. In FIG. 6, the density value separating circuit 18 of FIG. 5 is replaced by a density converting circuit 26 comprising a CPU 24 and a RAM. It has been replaced.
【0017】以下本実施例の作用を説明する。The operation of the embodiment will be described below.
【0018】カメラ10で撮り入れた画像をアナログ/
デジタル変換器12によりデジタル信号に変換し、フレ
ームメモリ14へ入力する。これからヒストグラムジェ
ネレータ16により、各濃度値毎の度数を表わすヒスト
グラムを作成する。ここで作成されたヒストグラムとフ
レームメモリのデータを用いてCPU24において、濃
度値の変換値を計算する。An image captured by the camera 10 is converted into an analog /
The digital signal is converted into a digital signal by the digital converter 12 and input to the frame memory 14. From this, a histogram representing the frequency for each density value is created by the histogram generator 16. Using the generated histogram and the data in the frame memory, the CPU 24 calculates a converted value of the density value.
【0019】これを具体例を用いて説明する。This will be described using a specific example.
【0020】図1に示すような画素データより得られた
ヒストグラムを図7に示す。これは図2とは違い、各画
素の座標(x ,y )は必要とはしていない。単に度数の
みを用いる。FIG. 7 shows a histogram obtained from the pixel data as shown in FIG. Unlike FIG. 2, this does not require the coordinates (x, y) of each pixel. Simply use frequencies.
【0021】これを平坦化したものが図8である。図7
で濃度6は度数18、濃度7は度数6だから総度数は2
4で、これを平坦化すると、濃度値の数(階調数)は8
より、24÷8=3となり、全ての濃度について度数は
3となる。FIG. 8 shows a flattened structure. FIG.
The density 6 is frequency 18 and the density 7 is frequency 6, so the total frequency is 2
4, when this is flattened, the number of density values (the number of gradations) becomes 8
Therefore, 24/8 = 3, and the frequency is 3 for all the densities.
【0022】図7において、濃度値n=0から5までは
度数h(n )=0なので、これらについては濃度値の変
換値Cは0とする。又、濃度値n=6については、図7
で度数h(n )=18あったものが、平坦化により、図
8で濃度値n=0から5までに、度数h(n )=3ずつ
移ったので、後出(1)式に即した次式In FIG. 7, since the frequency h (n) = 0 for the density values n = 0 to 5, the conversion value C of the density value is set to 0 for these. For the density value n = 6, FIG.
In what was degree h (n) = 18 is, by flattening, to the density value n = 0 in FIG. 8 to 5, so moved by power h (n) = 3, immediately to the rear out (1) The following equation
【数1】 より、変換値C(6)=2又は3(図では2)とする。
又濃度値n=7についても同様に、図7で濃度値n=7
は度数h(n )=6あったが、図8では濃度値n=6と
7に、度数h(n )=3ずつ移ったので、後出(1)式
に即した次式(Equation 1) Therefore, the conversion value C (6) is set to 2 or 3 (2 in the figure).
Also Similarly for a concentration value n = 7, the concentration value n = 7 in FIG. 7
Has a frequency h (n) = 6, but in FIG. 8, since the frequency h (n) = 3 has been shifted to density values n = 6 and 7, respectively, the following equation (1) is used.
The following equation according to
【数2】 より、変換値C(7)=6又は7(図では6)とする。(Equation 2) Therefore, the conversion value C (7) is set to 6 or 7 (6 in the figure).
【0023】これらの変換値は、平坦化前の度数がどの
濃度値に移るかを示すものであり、上の例では、もとも
と濃度値6の度数18個が濃度値2に、濃度値7の度数
6個が濃度値6に移ることになる。These conversion values indicate the density value to which the frequency before flattening is shifted. In the above example, 18 frequencies having the density value 6 originally correspond to the density value 2 and the density value 7 corresponds to the density value. Six frequencies shift to the density value 6.
【0024】これをヒストグラムで表わしたものが図9
であり、画素データで表わしたものが図10である。FIG. 9 shows this as a histogram.
FIG. 10 shows the pixel data.
【0025】このように、もともと濃度が6と7で濃度
差が1しかなかったものが、濃度2と6で濃度差4に移
り、コントラストが強調される。As described above, what originally had a density difference of only 1 at densities of 6 and 7 shifts to a density difference of 4 at densities 2 and 6, thereby enhancing the contrast.
【0026】図6の濃度変換回路26で、これら変換値
に濃度を変換し、フレームメモリ14を通し、デジタル
/アナログ変換器20で再びアナログ信号に変換し、デ
ィスプレイ22に表示する。The density conversion circuit 26 shown in FIG. 6 converts the density into these converted values, passes through the frame memory 14, converts it again into an analog signal with the digital / analog converter 20, and displays it on the display 22.
【0027】なお、上で行った変換値を求める計算を一
般式で示すと次のようになる。ヒストグラムの濃度値
(整数)をn 、各濃度値n におけるヒストグラム度数
(整数)を h(n )として、n が0から濃度MAXまで
の値をとるとき、 T(n )=T( n−1)+ h(n ) 但し、T(−1)=0 B(n )=[n ] 但し、[n]はnを越えない最大の整数 A=全度数÷階調値 として、濃度変換値(整数)C(n)は次の(1)式で
計算される。The above-mentioned calculation for obtaining the conversion value is represented by the following general formula. When the density value (integer) of the histogram is n and the histogram frequency (integer) at each density value n is h (n), when n takes a value from 0 to the density MAX, T (n) = T (n-1) ) + H (n) where T (-1) = 0 B (n) = [ n ] where [n] is the maximum integer A not exceeding n = the total frequency / the gradation value , and the density conversion value ( Integer) C (n) is calculated by the following equation (1).
【0028】[0028]
【数3】 (Equation 3)
【0029】但し、(1)式において、B(i÷A)は
常に整数とし、h (n )=0のときは、濃度変換は行わ
ず、C=0とする。However, in the equation (1), B (i ÷ A) is always an integer, and when h (n) = 0 , the density conversion is performed.
And C = 0.
【0030】基本構成における濃度値分離回路が、ヒス
トグラムジェネレータ及びフレームメモリからデータを
取り出し、上の式に従って濃度変換することにより変換
値Cを算出する。A density value separation circuit in the basic configuration extracts data from the histogram generator and the frame memory, and calculates a conversion value C by performing density conversion according to the above equation.
【0031】上に述べたように、本発明は、画素の座標
情報を必要とせず、濃度値情報のみを変換することによ
りコントラストの強調を行うものである。As described above, according to the present invention, the contrast is enhanced by converting only the density value information without requiring the coordinate information of the pixel.
【0032】又、例えば、図11にヒストグラムを示す
ような画像データに対し、特開昭61−45676に開
示されているような従来の技術では、図12に示すよう
に全ての濃度レベルを一様に分布、平坦化させるのみで
あるのに対し、本発明では、例えば図13に示すよう
に、出現頻度の高い濃度分布を、できるだけ異なった濃
度値に分離することによって、より一層コントラストを
強調するものである。For example, according to the conventional technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-45676, all the density levels are reduced to one as shown in FIG. In the present invention, contrast is further enhanced by separating a density distribution having a high appearance frequency into density values as different as possible, for example, as shown in FIG. Is what you do.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、画
素の座標情報と濃度情報の両方を必要とすることなく、
濃度値情報のみを用いて、簡単な計算で濃度変換値を求
めることができ、より一層のコントラスト強調をするこ
とができる。As described above, according to the present invention, both coordinate information and density information of a pixel are not required.
Using only the density value information, the density conversion value can be obtained by a simple calculation, and the contrast can be further enhanced.
【図1】入力画素データの例を示す説明図FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of input pixel data.
【図2】図1の画素データの濃度と度数の関係を表わす
ヒストグラムFIG. 2 is a histogram showing the relationship between the density and frequency of the pixel data in FIG.
【図3】図2のヒストグラムを平坦化したグラフFIG. 3 is a graph obtained by flattening the histogram of FIG. 2;
【図4】図3の平坦化による変換された画素データを示
す説明図FIG. 4 is an explanatory diagram showing pixel data converted by flattening in FIG. 3;
【図5】本発明の基本構成を示すブロック線図FIG. 5 is a block diagram showing a basic configuration of the present invention.
【図6】本実施例の概略構成を示すブロック線図FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of the present embodiment.
【図7】本実施例を説明するためのヒストグラムFIG. 7 is a histogram for explaining the embodiment.
【図8】図7のヒストグラムを平坦化したグラフFIG. 8 is a graph obtained by flattening the histogram of FIG. 7;
【図9】本実施例による濃度値分離を示すヒストグラムFIG. 9 is a histogram showing density value separation according to the embodiment.
【図10】図9のヒストグラムを画素データとして表わ
した説明図FIG. 10 is an explanatory diagram showing the histogram of FIG. 9 as pixel data.
【図11】従来と本発明を比較するための例であるヒス
トグラムFIG. 11 is a histogram as an example for comparing the conventional technique with the present invention.
【図12】従来の平坦化を示すヒストグラムFIG. 12 is a histogram showing conventional flattening.
【図13】本発明による濃度値分離を示すヒストグラムFIG. 13 is a histogram showing density value separation according to the present invention.
10…カメラ 12…A/D 14…フレームメモリ 16…ヒストグラムジェネレータ 20…D/A 22…ディスプレイ 24…CPU 26…濃度変換回路 Reference Signs List 10 camera 12 A / D 14 frame memory 16 histogram generator 20 D / A 22 display 24 CPU 26 density conversion circuit
Claims (2)
処理を行うコントラスト強調装置において、 入力画像の各画素の濃度値毎の度数を示すヒストグラム
を作成する手段と、該ヒストグラムを用いて、入力画素の濃度値の低いもの
から順に、全ての濃度レベルに対して度数を平坦化する
手段と、 入力画素の濃度値を、該平坦化で得られた濃度分布にお
ける同じ元の入力画像濃度値の分布の略平均をとった値
の濃度値に変換することにより、コントラストを強調す
る手段と、 を備えたことを特徴とするコントラスト強調装置。 With respect to [claim 1] input image, we emphasize the contrast
In processing the contrast enhancement unit that performs, means for creating a histogram showing the degree number of each density value of each pixel of the input image, using the histogram, having a low density value of the input pixel
Flatten frequencies for all density levels in order from
Means and the density value of the input pixel are added to the density distribution obtained by the flattening.
Of the same original input image density value distribution
To enhance the contrast by converting to the density value of
Means for contrast enhancement.
処理を行うコントラスト強調方法において、 入力画像の各画素の濃度値毎の度数を示すヒストグラム
を作成し、該ヒストグラムを用いて、入力画素の濃度値の低いもの
から順に、全ての濃度レベルに対して度数を平坦化し、 入力画素の濃度値を、該平坦化で得られた濃度分布にお
ける同じ元の入力画像濃度値の分布の略平均をとった値
の濃度値に変換することにより、コントラストを強調す
ることを特徴とするコントラスト強調方法。 To 2. An input image, the contrast enhancement method for performing processing for emphasizing contrast, a histogram that indicates the degree number of each density value of each pixel of the input image, by using the histogram of the input pixel Those with low concentration values
In order, the frequencies are flattened for all the density levels , and the density values of the input pixels are added to the density distribution obtained by the flattening.
Of the same original input image density value distribution
To enhance the contrast by converting to the density value of
Contrast enhancing method.
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- 1993-06-22 JP JP5150352A patent/JP2843232B2/en not_active Expired - Fee Related
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