JP2964492B2

JP2964492B2 - 画像処理装置及び画像処理方法

Info

Publication number: JP2964492B2
Application number: JP1209656A
Authority: JP
Inventors: 秀明大室
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-08-15
Filing date: 1989-08-15
Publication date: 1999-10-18
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: JPH0373668A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、入力された画像信号に所望の処理を施して
出力することができる画像処理装置において、特に、自
動輝度調整手段を備えた画像処理装置及び画像処理方法
に関するものである。

［発明の概要］本発明の第１の発明は、輝度信号及び色差信号からな
る１画面分の静止画像信号（デジタルデータ）に対して
各種処理を施して印刷用画像信号として出力しようとす
る際に、特に、例えばオートモードのときは輝度信号デ
ータに自動的に補正を加え、印刷時に印刷画像として適
した輝度（コントラスト）が得られるようにする。そし
て、これを実現するために、所定区分毎の輝度データの
発生頻度を算出する輝度データ検索手段と、算出された
各区間毎の発生頻度に基ずいて補正用テーブルを作成す
る補正用テーブル作成手段と、補正用テーブルに基ずい
て各輝度データを変換する輝度補正処理装置を提供する
ものであり、本発明の第２の発明は画像処理を行うため
の方法を提供するものである。

［従来の技術］テレビカメラ、ビデオディスク、スチルカメラ等の映
像ソースから１フレーム分の映像信号（静止画像）を画
像処理装置に入力し、画像処理装置において入力画像信
号に対して各種処理を施して所望の印刷用画像信号を生
成し、プリンタ等の印刷手段に供給されて印刷がなされ
るようにした印刷用静止画像処理システムが開発されて
いる。

第11図は画像処理システムの一例を示すブロック図で
あり、１はテレビカメラ等から得られる映像信号から１
画面分の映像信号（静止画）を出力することができる画
像信号出力部であり、例えばY/C信号で出力された静止
画像信号は画像処理装置２に入力され、処理制御コンソ
ール2Aからの操作に基づいて画像信号処理が行なわれ
る。画像処理内容としては、入力された原静止画像信号
に対して、ノイズ低減処理、輝度調整、彩度調整、各種
画像変換処理（拡大・縮小・回転・画サイズ変更等）な
ど、各種行なわれている。なお、処理制御コンソール2A
はキーボード、マウス等の入力手段と、処理操作画面、
画像モニタ画面等のディスプレイ手段から構成されてい
る。

３はプリンタであり、このプリンタ３には、画像処理
装置２において、画像処理終了後に例えばC/M/Y/K（シ
アン，マゼンタ，イエロー，ブラック）の各印刷用色信
号に変換されて出力された信号が供給され、１枚のカラ
ー画像印刷が実行される。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、或る画像信号をCRT等のモニタ表示画面を
見ながら処理を行ない、プリンタ３に供給して印刷出力
を行なった場合、その印刷画像は必ずしもモニタ表示で
確認した輝度状態と同一になるとは限らず、特に、画像
のコントラストは場合によってはかなりの差が生じる。
つまり、印刷画像上では紙の白さ以上に輝度を上げるこ
とは不可能であり、また、モニタ上では管面の黒さ以上
に輝度を下げることは不可能であって、モニタ出力とプ
リンタ出力として表現可能な輝度レベル範囲（出力ダイ
ナミックレンジ）にずれがあるためである。

このため、印刷出力がよりモニタ出力に近い輝度レベ
ルにおける画像とされるようにするには、印刷用の信号
に変換する際に、輝度信号の階調補正を行なわれなけれ
ばならず、上記したように、画像処理の一つとして輝度
調整が行なわれている。

しかしながら、このように輝度信号の補正をコンソー
ル2Aからの手動操作で行なうには、高度な専門知識を持
つとともに煩雑な操作を行なわなければならず、取り扱
い難いという欠点があり、また、専門のオペレータ以外
では十分な輝度補正を行なうことができないという問題
点があった。った。

［問題点を解決するための手段］本発明はこのような問題点にかんがみて、例えば自動
処理指令を入力することによって、適正な輝度補正を自
動的に行なうことができるようになされた画像処理装置
及び方法を提供するものである。

そして、自動的に輝度調整を達成する手段として、処
理する画像信号の輝度データを調べることによって、該
画像信号が有する最も暗い輝度レベルと最も明るい輝度
レベルの間を所定数に分割し、分割した各区間に含まれ
る輝度データの発生頻度を算出する輝度データ検索手段
と、算出された各区間毎の発生頻度に基ずいて補正用テ
ーブルを作成する補正用テーブル作成手段と、作成され
た補正用テーブルに基ずいて輝度信号を変換する輝度補
正処理手段とを備えるようにするものである。

［作用］処理を行なう或る画像信号が有する最も高い輝度レベ
ルと最も低い輝度レベルの間を所定数に分割して、各区
間の発生頻度を調べ、これをもとに補正用のテーブル
（補正曲線データ）を作成して輝度補正を行なうことに
より、各処理画面に応じて、プリンタ出力のダイナミッ
クレンジを最大限有効に活用できるように輝度信号を変
換できる。

［実施例］第１図は本発明の画像処理装置を備えた画像処理シス
テムの一例を示したシステムブロック図であり、特に、
電送されてきた画像信号を、例えば新聞の紙面の掲載写
真として処理することができるように構成された例であ
る。まず、この画像処理システムのブロック図について
説明する。

10はテレビカメラ等の撮影装置、11は撮影装置10によ
って撮影された映像を再生する映像再生装置（TVモニ
タ）、12は撮影された映像の中から所望の１画面（１フ
レーム分のカラー映像信号）を電話回線、或は通信衛星
等を介して送信することができる静止画電送機である。

20は静止画電送機12から送信された画像を受信する静
止画受信機であり、21は受信された画像を表示する受信
モニタである。この静止画受信機20によって受信された
静止画像信号、すなわち１フレーム分の輝度信号（Ｙ信
号）及び色差信号（Ｃ（Ｒ−Y,B−Ｙ）信号）は、順
次、画像処理装置30に入力される。なお、22はビデオデ
ィスク装置、VTR、TV等の各種映像出力機器を示し、こ
れらの映像出力機器も静止画像信号ソースとして利用す
ることもできる。

画像処理装置30では、後述するように、供給された画
像信号に対して、画像信号の記憶動作、画像処理動作、
印刷用画像信号としての出力処理動作が行なわれるよう
に構成されている。

また、40は制御用ディスプレイ41、キーボード42、マ
ウス43、処理画像モニタ44等からなるコンソールを示
し、オペレータの操作によって画像処理装置30の各種動
作が実行される。

50は画像処理装置30において各種処理が施され、例え
ばC,M,Y,K（シアン，マゼンタ，イエロー，ブラック）
の各印刷用色信号に変換された印刷画像データが供給さ
れ、印刷が行なわれる印刷装置部を示す。

以上のように画像処理システムが構築されることによ
り、例えば或るニュースを取材したときに撮影した画像
を、そのまま静止画電送機12によって電送して印刷用の
ための画像処理を行ない、直接印刷装置に画像信号を供
給することができ、例えば新聞社における紙面編集シス
テムとオンラインで有効的に利用することができる。

この第１図に示したような画像処理システムにおい
て、本発明の一実施例としての画像処理装置30は、例え
ば第２図に示すように構成され、システム上でホストコ
ンピュータとして機能している。すなわち、各種制御プ
ログラムを記憶保持しているプログラムROM31、静止画
受信機20等の画像ソースから入力された画像データを逐
次記憶していく入力画像メモリ（ハードディスク）32、
CPU（処理制御部）33、印刷のために各種画像処理を行
ない、C,M,Y,K（シアン，マゼンタ，イエロー，ブラッ
ク）の各色信号に変換された出力用画像信号を記憶する
出力画像メモリ34、コンソール40とのやりとりや画像デ
ータの入出力を行なう入出力インターフェース部35等か
ら構成されるものである。なお、CPU33は、動作プログ
ラムに基ずいて各構成部分の動作制御を行なうシステム
制御部33A、各種演算処理を行なう演算処理部33B、及び
ワークメモリ（主記憶装置）33Cから構成されている。

画像処理装置30に入力された静止画像信号は、順次入
力画像メモリ（ハードディスク）32に記憶されていく。
そして必要に応じてハードディスク32から画像データが
読み出され、主にCPU33内の動作によって、例えば第３
図のフローチャートに示すような画像処理を行なうこと
になる。

画像処理を行なう場合は、まず処理を行なう画像デー
タを入力画像メモリ32からCPU33内にロードし（F10
0）、またコンソール40の制御用ディスプレイ41には各
種処理内容を示した処理制御用画面を、例えばメニュー
形式で表示する（F101）。

オペレータが、実行すべき処理内容を選択してキーボ
ード42或はマウス43から入力することによって、処理内
容が決定され（F102）、処理が実行される。すなわちF1
03a,F103b,F103c……に示すように画像変換処理、ノイ
ズ低減処理、輝度調整処理等から選択された処理が実行
されることになる。F103aの画像変換処理としては、入
力された原画像の拡大縮小、中心位置変更、回転、画サ
イズ変更等が実行される。なお、このフローチャートで
はF103a,F103b‥‥は並列させたが、所定の順序でシー
ケンシャルに実行していくようにしてもよい。

F103において或る処理を施された画像信号は、オペレ
ータが処理確認を行なうことができるようにモニタ44に
供給されて表示される（F104）。そして、さらに他の処
理を行なう場合は、オペレータの操作によって再び処理
選択がなされる（F105→F102）。

必要な画像処理をすべて終えた段階で、Y/C信号で形
成される画像信号は印刷用のC/M/Y/Kの信号に変換され
（F106）、出力データとして出力画像メモリ34に記憶さ
れる（F107）。そして、必要に応じて自動的に或はコン
ソール40からの操作によって印刷装置部50に出力され、
C,M,Y,Kの４色の画像信号によって１画像のカラー印刷
が実行される。

本実施例の画像処理装置は特に、上記各種画像信号処
理のうち、輝度調整（F103c）を、以下説明するよう
に、具体的な処理数値等を入力しなくても自動的に達成
されるようになされたものである。

第４図は本実施例における画像処理装置において、特
に輝度調整を実現する手段を示した機能ブロック図であ
り、この第４図に示した各ブロックは、CPU33内におい
てソフトウエア手段によって構築される機能ブロックで
ある。

61はハードディスク32から、画像処理を行なうために
読み出された１画面分の画像信号（Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ
のデジタル信号）を保持する画像信号メモリ手段、62は
画像信号メモリ手段61に記憶されたＹ信号データを検索
し、後述するように所定数に区分けした各輝度レベル区
間に含まれる輝度データの発生頻度を算出する輝度デー
タ検索手段、63は供給された発生頻度データを利用して
補正用テーブルを作成する補正用テーブル作成手段、64
は補正用テーブルに基ずいて、画像信号メモリ手段に記
憶されている輝度データ（デジタルデータ）を変換する
輝度補正処理手段である。

以上の各手段の動作は、制御手段65から供給される動
作制御指令、アドレス情報によって制御される（制御信
号系を点線で示す）。なお、制御手段65には、輝度調整
を行なう際にコンソール40から調整処理の実行指令が供
給されることになる。

CPU33においては、以上の機能ブロックを構成するこ
とにより、ロードされた画像データに対して、例えば第
５図のフローチャートに示すような輝度自動調整動作を
行なうプログラムを実行する機能を有する。

画像データがロードされて画像信号メモリ手段61に保
持された段階で、前記第３図のフローチャートにおける
F103cに示した輝度調整が開始されると、最初に輝度デ
ータ検索手段62によってF201〜F205の輝度分布検出動作
が実行される。

まず、画像データを第６図に示すように縦横それぞれ
数十個に分割してブロックＢ、Ｂ‥‥を形成し（F20
1）、各ブロックＢ内で各画素Ｇ、Ｇ‥‥の輝度データ
の平均値を求め、これを該ブロックの輝度データとする
（F202）。そして、求められた各ブロックＢ、Ｂ‥‥の
データから、縦軸に発生頻度をとって第７図に示したよ
うなヒストグラムを作成する（F203）。さらに、各ブロ
ックの輝度データから作成されたヒストグラムにおい
て、最も暗い輝度レベルY_Sと、最も明るい輝度レベルY_H
との間を複数個に分割し（本実施例では５分割）、第８
図に示すように、各区間内での平均値を区間ごとの発生
頻度データ（ａ〜ｅ）として算出する（F205）。

以上のように、輝度データ検出手段62によって各輝度
レベル区分毎の発生頻度が算出されたら、補正用テーブ
ル作成手段63によってF206〜F208の動作が実行される。

まず求められた発生頻度データ（ａ〜ｅ）の和Ｓ（＝
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ）を求め（F206）、第９図に示すよ
うに、各区分の発生頻度の比（a/S,b/S,c/S,d/s,e/S）
によって補正用テーブル作成のための代表点P₁〜P₆を設
定する（F207）。なお、この第９図及び次の第10図にお
ける縦軸の輝度レベル、すなわち、Y_min〜Y_maxは印刷装
置部50の輝度出力ダイナミックレンジに相当するものと
している。そして、上記代表点設定時において、画像信
号メモリ手段61に保持されている処理画像から検出され
た、最も暗い輝度レベルY_Sと最も明るい輝度レベルY_Hの
対応する代表点P₁,P₆は、出力ダイナミックレンジにお
けるY_min,Y_maxに対応するようになされる。

代表点P₁〜P₆が決定されたら、各代表点の間を補間、
内挿して第10図に実線で示すような補正曲線による補正
テーブルを作成する（F208）。

このように補正用テーブルの作成が完了したら、輝度
補正処理手段64によって、処理画像上の全輝度データが
該補正用テーブルに基ずいて変換されることになる（F2
09）。すなわち、処理画像におけるY_S〜Y_Hまでの各輝度
データが変換曲線に従って、Y_min〜Y_maxまでの各輝度デ
ータに変換されるものである。

前述したように、Y_min〜Y_maxは印刷装置部50における
出力ダイナミックレンジに相当するため（Y_min＝印刷す
る紙の白さ、Y_max＝印刷濃度の限界値）、上記のように
輝度信号が変換された画像信号は、印刷出力においても
画像コントラストが十分に再現されることになる。

なお、補正用テーブルは、処理を行なうために画像信
号メモリ手段61内に読み込まれた画像毎に行なわれ、そ
の画像の輝度レベル分布に基ずいて上記に手順で作成さ
れるため、例えば、全体的に明るい画像では第10図で点
線で示されるように、また、比較的暗い画像では一点鎖
線で示されるような変換曲線が設定されることになる。

以上の輝度調整動作が終了した後は、第３図のフロー
チャートにおけるF104に進み、さらに、所望の処理が終
了した後、前述したように印刷用の画像信号に変換さ
れ、印刷装置部50において印刷画像として出力されるこ
とになる。

本実施例の画像処理装置及び方法では、上記各手段を
設けることにより、自動的に最適な輝度調整を行なうこ
とができ、オペレータが輝度補正値等を入力する必要は
ない。また、入力された処理画像の輝度レベル分布に基
ずいて補正されるため、如何なる画像でも、印刷出力は
十分にコントラストのとれた画像とすることができる。

なお、補正用テーブルの設定動作は、上記第５図のフ
ローチャートの演算方式に限定されるものではないこと
はいうまでもなく、輝度レベル分布に基ずいて作成する
方式であれば他の演算方式によってもよい。

また、作成された補正用テーブルに対しては、コンソ
ール40からの手動入力操作によって、追加、修正を可能
とすることによって、より詳細な輝度補正にも対応でき
る。

［発明の効果］以上説明してきたように本発明の画像処理装置及び画
像処理方法は、自動的に、画像信号の輝度レベル分布に
応じて輝度信号の補正用テーブルを作成し、処理を行な
うため、輝度調整を行なう際にオペレータが手動操作で
処理数値等を入力していく必要はなく、操作性は著しく
向上し、また、あらゆる画像信号に対して最適なコント
ラスト状態で印刷出力することができるようになるとい
う効果がある。

また、入力画面を所定の領域でブロック化し、このブ
ロック化された領域内の輝度データの平均値を求めて、
変換用の補正テーブルの代表点を定めるようにしている
ので、補正用テーブルを作成する際の演算速度を早くす
ることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像処理装置を備えた画像処理システ
ムのシステムブロック図、第２図は画像処理装置の構成
ブロック図、第３図は画像処理装置の動作の一例を示す
フローチャート、第４図は本発明の一実施例を示す機能
ブロック図、第５図は本発明の画像処理方法の一実施例
の動作を示すフローチャート、第６図は画像信号のブロ
ック分割の説明図、第７図は輝度データのヒストグラム
の説明図、第８図は輝度レベルを５段階に区分したヒス
トグラムの説明図、第９図は代表点設定動作の説明図、
第10図は補正用テーブル作成動作の説明図、第11図は画
像処理システムの説明図である。 30は画像処理装置部、32はハードディスク、33はCPU、4
0はコンソール、61は画像信号メモリ手段、62は輝度デ
ータ検索手段、63は補正用テーブル作成手段、64は輝度
補正処理手段を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 G06T 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フレーム単位の入力画像信号に対して各種
処理を施し、印刷用の信号として出力することができる
画像処理装置において、前記各種処理がなされた１フレーム単位の画面を所定の
領域に分割してブロック化し、各ブロック内の平均輝度
を求めると共に、このブロック単位の各平均輝度データ
を輝度レベルで所定数のグループに分割し、分割した各
グループに含まれる輝度データの発生頻度を算出する輝
度データ検索手段と；最も暗い平均輝度と、最も明るい平均輝度に対応する代
表点（P1.P6）が印刷装置部の出力ダイナミックレンジ
となるように設定すると共に、ブロック化された各領域
の平均輝度データの総数（Ｓ）と、前記各グループ内の
平均輝度データの発生頻度（a,b,c,d,e）の比に基づい
て、前記各グループが属する区間の代表点（P2,P3,P4,P
5）を定め、該各代用点に基づいて補正用テーブルを作
成する補正用テーブル作成手段と；前記入力画像信号内の各輝度データを前記補正用テーブ
ル作成手段によって作成された補正用テーブルに基づい
て変換する輝度補正処理手段とを備え、前記輝度補正処理手段の出力を印刷装置部に供給するこ
とにより、前記入力画像信号の印刷が行われるようにす
ることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】フレーム単位の入力画像に対して各種の画
像処理を行い、印刷用の信号に変換する画像処理方法に
おいて、前記入力画像の１画面を所定の領域に分割してブロック
化すると共に、この各ブロック内の平均輝度を算出し、
最も暗い平均輝度と最も明るい平均輝度の間を所定の輝
度レベルで分割し、この分割された各区間内に含まれる輝度データの発生頻
度を算出し、まず、上記最も暗い平均輝度と、最も明るい平均輝度に
対する輝度データが、印刷装置部のダイナミックレンジ
となるように二つの代表点を設定すると共に、上記各ブロックの平均輝度データの発生頻度の総数と、
上記各区間内に含まれる平均輝度データの発生頻度の平
均値の比に基づいて、上記二つの代表点間を分割する各
区間内の代表点を設定し、上記各代表点に基づいて、上記入力画像信号の輝度信号
を上記印刷装置部に供給する駆動信号に変換する変換テ
ーブルを形成し、該変換テーブルに基づいて前記入力画
像信号を補正し、印刷用の信号を得ることを特徴とする
画像処理方法。