JP3074206B2 - 画像処理装置および方法 - Google Patents

画像処理装置および方法

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JP3074206B2 JP03244088A JP24408891A JP3074206B2 JP 3074206 B2 JP3074206 B2 JP 3074206B2 JP 03244088 A JP03244088 A JP 03244088A JP 24408891 A JP24408891 A JP 24408891A JP 3074206 B2 JP3074206 B2 JP 3074206B2
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    • H04N1/646—Transmitting or storing colour television type signals, e.g. PAL, Lab; Their conversion into additive or subtractive colour signals or vice versa therefor

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は，プリンタ等のための
画像処理装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プリンタのダイナミック・レンジはＣＣ
Ｄ等の撮像装置のダイナミック・レンジよりも狭い。し
たがって撮像装置から得られたディジタル画像データを
そのままプリンタに与えると，画像情報の一部が失われ
てしまうおそれがある。
【０００３】このため従来，ダイナミック・レンジの広
いディジタル画像データによって表わされる画像をプリ
ントする場合は，ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）
を用いてディジタル画像データのダイナミック・レンジ
がプリンタのダイナミック・レンジ内に収まるようにレ
ンジ変換している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらＬＵＴを
用いたディジタル画像データのレンジ変換処理はプリン
タのダイナミック・レンジ内に収まるようにディジタル
画像データを全体的にレベル圧縮するものであるから，
輝度変化が全体的に抑圧されるにすぎない。したがっ
て，低輝度のディジタル画像データの輝度はさらに低レ
ベルになり，この画像データによって表わされる画像の
部分は一層暗くなり画像がつぶれることがある。
【０００５】この発明は，ダイナミック・レンジの広い
ディジタル画像データのもつ情報を保存したままそのダ
イナミック・レンジを圧縮できるようにすることを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明によるプリンタ
のための画像処理装置は，与えられたディジタル輝度画
像データの高周波成分を除去するロウ・パス・フィルタ
リング手段，上記与えられたディジタル輝度画像データ
の高周波成分を抽出する高周波成分抽出回路，上記ロウ
・パス・フィルタリング手段により高周波成分が除去さ
れたディジタル輝度画像データを所定のしきい値を用い
て高輝度画像データと低輝度画像データとに分割する分
割手段，上記分割手段によって分割された上記高輝度画
像データの最も低い輝度レベルが上記低輝度画像データ
の最も高い輝度レベル以下となるように上記高輝度画像
データおよび上記低輝度画像データに対してそれぞれ別
個に輝度レベル変換処理を行う輝度レベル変換処理手
段，上記輝度レベル変換処理手段により輝度レベル変換
処理が行われた上記高輝度画像データおよび上記低輝度
画像データならびに上記高周波成分抽出回路により抽出
された上記高周波成分を合成して一画像分のディジタル
輝度画像データを生成するディジタル輝度画像データ生
成手段，ならびに上記ディジタル輝度画像データ生成手
段により生成されたディジタル輝度画像データと与えら
れた色に関するディジタル色成分画像データとからディ
ジタル静止画画像データを生成する静止画画像データ生
成手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】この発明によるプリンタのための画像処理
方法は，与えられたディジタル輝度画像データの高周波
成分を除去し，上記与えられたディジタル輝度画像デー
タから高周波成分が除去されたディジタル輝度画像デー
タを減算することにより高周波成分を表わす信号を作成
し，高周波成分が除去されたディジタル輝度画像データ
を所定のしきい値を用いて高輝度画像データと低輝度画
像データとに分割し，分割された上記高輝度画像データ
の最も低い輝度レベルが上記低輝度画像データの最も高
い輝度レベル以下となるように上記高輝度画像データお
よび上記低輝度画像データに対してそれぞれ別個に輝度
レベル変換処理を行い，輝度レベル変換処理が行われた
上記高輝度画像データおよび上記低輝度画像データなら
びに作成された上記高周波成分を合成して一画像分のデ
ィジタル輝度画像データを生成し，生成されたディジタ
ル輝度画像データと与えられた色に関するディジタル色
成分画像データとからディジタル静止画画像データを生
成することを特徴とする。
【０００８】この発明によるプリンタのための画像処理
装置は，与えられた画像信号の高周波成分を除去するロ
ウ・パス・フィルタリング手段，上記与えられた画像信
号の高周波成分を抽出する高周波成分抽出回路，上記ロ
ウ・パス・フィルタリング手段により高周波成分が除去
された画像信号を所定のしきい値を用いて高輝度画像信
号と低輝度画像信号とに分割する分割手段，上記分割手
段によって分割された上記高輝度画像信号の最も低い輝
度レベルが上記低輝度画像信号の最も高い輝度レベル以
下となるように上記高輝度画像信号および上記低輝度画
像信号に対してそれぞれ別個に輝度レベル変換処理を行
う輝度レベル変換処理手段，ならびに上記輝度レベル変
換処理手段により輝度レベル変換処理が行われた上記高
輝度画像信号および上記低輝度画像信号ならびに上記高
周波成分抽出回路により抽出された上記高周波成分を合
成して一画像分の画像信号を生成する画像信号生成手段
を備えていることを特徴とする。
【０００９】この発明によるプリンタのための画像処理
方法は，与えられた画像信号の高周波成分を除去し，上
記与えられた画像信号から高周波成分が除去された画像
信号を減算することにより高周波成分を表わす信号を生
成し，高周波成分が除去された画像信号を所定のしきい
値を用いて高輝度画像信号と低輝度画像信号とに分割
し，分割された上記高輝度画像信号の最も低い輝度レベ
ルが上記低輝度画像信号の最も高い輝度レベル以下とな
るように上記高輝度画像信号および上記低輝度画像信号
に対してそれぞれ別個に輝度レベル変換処理を行い，輝
度レベル変換処理が行われた上記高輝度画像信号および
上記低輝度画像信号ならびに作成された上記高周波成分
を合成して一画像分の画像信号を生成することを特徴と
する。
【００１０】
【００１１】
【００１２】上記において，画像信号はディジタル画像
データとアナログ映像信号の両方を含む概念である。
【００１３】
【作用】この発明はとくに画像中における相対的に明る
い領域と相対的に暗い領域とが輝度軸上で明確に分離で
きるような画像を表わす画像データ（画像信号）の処理
に適している。高周波成分が除去された画像データが，
相対的に明るい領域を表わす高輝度画像データと相対的
に暗い領域を表わす低輝度画像データとに分離され，高
輝度画像データと低輝度画像データとが別個にレベル変
換処理される。
【００１４】高輝度画像データと低輝度画像データとは
別個にレベル変換処理されるから，これらの画像データ
のダイナミック・レンジをそれぞれ別個に設定すること
が可能である。すなわち，高輝度画像データのレベル変
換後のダイナミック・レンジ（これを第１のダイナミッ
ク・レンジという）と低輝度画像データのレベル変換後
のダイナミック・レンジ（これを第２のダイナミック・
レンジという）とを，第１のダイナミック・レンジの最
も輝度の低い部分と第２のダイナミック・レンジの最も
輝度の高い部分とが一致するようにすることも，または
一部重複するようにすることさえも可能である。
【００１５】処理前の画像データにおいて高輝度画像デ
ータの最も輝度の低い点と低輝度画像データの最も輝度
の高い点との間にかなりの輝度差があったような場合で
も，上記の別個のレベル変換処理によりこの輝度差を零
にすることが可能となる。このことによってかなりの量
のレベル圧縮が達成できる。すなわち，高輝度画像デー
タおよび低輝度画像データのそれぞれのレンジはあまり
狭める必要がなくなる。そして高輝度画像データと低輝
度画像データとを別個にレベル変換しているので，これ
らの画像データの性質にそれぞれ適した特性にしたがっ
て階調補正することも可能となる。このように，画像デ
ータの情報を失うことなくレベル変換ができる。
【００１６】
【発明の効果】このようにして別個にレベル変換された
高輝度画像データと低輝度画像データとは最後に，高周
波成分データとともに合成される。高周波成分データは
レベル圧縮されていないので，画像における細かい表現
がそのまま保存される。高輝度領域と低輝度領域との輝
度差が減少し，これらの領域内における輝度変化範囲は
殆ど狭くなっていないので，最終的に得られる画像デー
タによって表わされる画像では明るい部分および暗い部
分のいずれもはっきりと表現されることになる。
【００１７】
【実施例】図１はこの発明の実施例を示すもので，ビデ
オ画像プリント装置の電気的構成を示すブロック図であ
る。図２は印画する画像例を示し，図３(A)〜(I) は図
２のＡ−Ａ線に相当する輝度の変化を示している。
【００１８】ビデオ画像プリント装置にはビデオ信号入
力端子10が含まれ，このビデオ信号入力端子10にビデオ
信号が与えられる。ビデオ信号入力端子10に与えられた
ビデオ信号は輝度信号／色信号（Ｙ／Ｃ）分離回路12に
与えられ，輝度信号Ｙと色信号Ｃに分離される。輝度信
号Ｙと色信号Ｃはデコーダ13に与えられる。
【００１９】ビデオ画像プリント装置には輝度信号／色
信号（Ｙ／Ｃ）入力端子11も含まれており，このＹ／Ｃ
入力端子11には輝度信号Ｙおよび色信号Ｃが与えられ
る。Ｙ／Ｃ入力端子11に与えられた輝度信号Ｙおよび色
信号Ｃもデコーダ13に与えられる。
【００２０】デコーダ13は入力する輝度信号Ｙおよび色
信号Ｃから色差線順次信号Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙならびに
輝度信号Ｙを生成して出力するもので，輝度信号Ｙは自
動利得調整回路15に，色差線順次信号はアナログ／ディ
ジタル（Ａ／Ｄ）変換回路14にそれぞれ与えられる。自
動利得調整回路15は入力する輝度信号Ｙのレベルを調整
するもので，レベルが調整された輝度信号ＹはＡ／Ｄ変
換回路16に与えられる。Ａ／Ｄ変換回路16に入力したア
ナログ輝度信号はディジタル輝度データに変換されて輝
度データ・フレーム・メモリ17に与えられ一旦記憶され
る。またＡ／Ｄ変換回路14に入力したアナログ色差線順
次信号はディジタル色差線順次データに変換されてディ
ジタル・マトリクス回路25に与えられる。
【００２１】このビデオ画像プリント装置では，ディジ
タル輝度画像データからそのエッジ成分（高周波成分）
が除去され，エッジ成分が除去されたディジタル輝度画
像データがハイライト画像領域（高輝度画像領域）の画
像データとシャドウ画像領域（低輝度画像領域）の画像
データとに分けられ，それぞれの領域の画像データごと
に階調補正が行われる。また，階調補正が行われたディ
ジタル輝度画像データにエッジ成分が加えられ一画像分
の輝度画像データが生成される。生成された輝度画像デ
ータにもとづいて印画が行われる。このためビデオ画像
プリント装置には，ディジタル・フィルタ18，平滑化輝
度データ・フレーム・メモリ19，階調補正回路20，加算
器21，減算器22，増幅器23およびＣＰＵ24が含まれてい
る。
【００２２】輝度データ・フレーム・メモリ17に一旦記
憶されたディジタル輝度データ（図３(A) ）はディジタ
ル・フィルタ18に与えられ，図３(B) に示すようにエッ
ジ成分が除去されて平滑化される。平滑化された輝度デ
ータは平滑化輝度データ・フレーム・メモリ19に与えら
れ一旦記憶される。平滑化輝度データはメモリ19から読
出され階調補正回路20に与えられる。
【００２３】輝度データ・フレーム・メモリ17に一旦記
憶された輝度データと平滑化輝度データ・フレーム・メ
モリ19に一旦記憶された平滑化後の輝度画像データは減
算器22に与えられ，輝度データ・フレーム・メモリ17に
一旦記憶された輝度データから平滑化後の輝度画像デー
タが減算される。これにより図３(C) に示すようにディ
ジタル画像データのエッジ成分が抽出される。抽出され
たエッジ成分は増幅器23に与えられて増幅されて加算器
21に与えられる。
【００２４】図４および図５に階調補正回路20の階調補
正特性が示されている。階調補正回路20においては図３
(D) に示すように所定のしきい値レベルよりも明るい領
域のハイライト画像領域を表わすデータと，図３(E) に
示すように所定のしきい値レベルよりも暗い領域のシャ
ドウ画像領域を表わすデータとに分割されてそれぞれの
データごとに階調補正が行われる。また階調補正回路20
においては図４に示すようにハイライト画像およびシャ
ドウ画像の最も輝度レベルの高い最白点および最も輝度
レベルの低い最黒点にもとづく階調補正と，図５に示す
ようにハイライト画像およびシャドウ画像の平均輝度に
もとづく階調補正との２度の階調補正が行われる。図４
において符号ａで示すグラフは従来の階調補正のグラフ
であり，符号ｂで示すグラフはこの発明の実施例による
階調補正の特性である。
【００２５】図４を参照して，階調補正回路20において
平滑化輝度データがハイライト画像領域のディジタル輝
度データとシャドウ画像領域のディジタル輝度データと
に分割され，ハイライト画像とシャドウ画像の最白点お
よび最黒点の輝度データがサンプリングにより検出され
る。検出された最黒点および最白点の輝度データのう
ち，ハイライト画像の最黒点の輝度データのレベルとシ
ャドウ画像の最白点の輝度データのレベルが一致するよ
う，ハイライト画像領域のディジタル輝度データとシャ
ドウ画像領域のディジタル輝度データとにそれぞれレベ
ル変換処理が施される。ハイライト画像の最黒点の輝度
データとシャドウ画像の最白点の輝度データのレベルが
一致するので，これらの輝度データの輝度差を圧縮する
ことができ，ディジタル画像データのダイナミック・レ
ンジを圧縮することができる。
【００２６】最白点および最黒点の輝度レベルにもとづ
く階調補正が行われると，これらの輝度データに平均輝
度にもとづく階調補正が行われる。平均輝度にもとづく
階調補正は図５を参照して，シャドウ画像に対しては平
均輝度が高くなるように，ハイライト画像に対しては平
均輝度が低くなるように行われる。平均輝度にもとづく
階調補正はこの実施例では符号Ａ〜Ｃに示すように３段
階の調整が可能であり，また符号Ｄに示すように階調補
正を行わないこともできる。これらの制御はＣＰＵ24に
よって行われる。
【００２７】階調補正回路20によってハイライト画像に
ついては図３(F) に示すように，シャドウ画像について
は図３(G) に示すように階調補正されそれぞれの輝度デ
ータが得られる。
【００２８】階調補正されたハイライト画像とシャドウ
画像は図３(H) に示すように組合わされ輝度画像データ
が生成される。生成された輝度画像データは加算器21に
与えられ，図３(I) に示すようにエッジ成分が加算され
たディジタル輝度データが得られる。このディジタル輝
度データはディジタル・マトリクス回路25に与えられ
る。
【００２９】ディジタル・マトリクス回路25において，
入力する色差線順次データおよびディジタル輝度データ
ＹからＲＧＢデータが生成され，プリント・エンジン・
プロセッサ26に与えられる。プリント・エンジン・プロ
セッサ26において，入力するＲＧＢデータからシアン・
データＣ1 ，マゼンタ・データＭ1 およびイエロー・デ
ータＹ1 が生成されサーマル・ヘッド27に与えられる。
サーマル・ヘッド27を用いて画像が印画される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示すもので，ビデオ画像プ
リント装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】印画する画像例を示すものである。
【図３】(A) 〜(I) は図２のＡ−Ａ線に沿う画像の輝度
レベルを表すもので，図１の各ブロックで得られるディ
ジタル輝度データを示している。
【図４】最白点および最黒点にもとづく階調補正の特性
を表わすグラフである。
【図５】平均輝度にもとづく階調補正の特性を表わすグ
ラフである。
【符号の説明】
17 輝度データ・フレーム・メモリ 18 ディジタル・フィルタ 19 平滑化輝度データ・フレーム・メモリ 20 階調補正回路 21 加算器 22 減算器 24 ＣＰＵ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 与えられたディジタル輝度画像データの
    高周波成分を除去するロウ・パス・フィルタリング手
    段， 上記与えられたディジタル輝度画像データの高周波成分
    を抽出する高周波成分抽出回路， 上記ロウ・パス・フィルタリング手段により高周波成分
    が除去されたディジタル輝度画像データを所定のしきい
    値を用いて高輝度画像データと低輝度画像データとに分
    割する分割手段， 上記分割手段によって分割された上記高輝度画像データ
    の最も低い輝度レベルが上記低輝度画像データの最も高
    い輝度レベル以下となるように上記高輝度画像データお
    よび上記低輝度画像データに対してそれぞれ別個に輝度
    レベル変換処理を行う輝度レベル変換処理手段， 上記輝度レベル変換処理手段により輝度レベル変換処理
    が行われた上記高輝度画像データおよび上記低輝度画像
    データならびに上記高周波成分抽出回路により抽出され
    た上記高周波成分を合成して一画像分のディジタル輝度
    画像データを生成するディジタル輝度画像データ生成手
    段，ならびに上記ディジタル輝度画像データ生成手段に
    より生成されたディジタル輝度画像データと与えられた
    色に関するディジタル色成分画像データとからディジタ
    ル静止画画像データを生成する静止画画像データ生成手
    段， を備えた画像処理装置。
  2. 【請求項２】 与えられた画像信号の高周波成分を除去
    するロウ・パス・フィルタリング手段， 上記与えられた画像信号の高周波成分を抽出する高周波
    成分抽出回路， 上記ロウ・パス・フィルタリング手段により高周波成分
    が除去された画像信号を所定のしきい値を用いて高輝度
    画像信号と低輝度画像信号とに分割する分割手段， 上記分割手段によって分割された上記高輝度画像信号の
    最も低い輝度レベルが上記低輝度画像信号の最も高い輝
    度レベル以下となるように上記高輝度画像信号および上
    記低輝度画像信号に対してそれぞれ別個に輝度レベル変
    換処理を行う輝度レベル変換処理手段，ならびに上記輝
    度レベル変換処理手段により輝度レベル変換処理が行わ
    れた上記高輝度画像信号および上記低輝度画像信号なら
    びに上記高周波成分抽出回路により抽出された上記高周
    波成分を合成して一画像分の画像信号を生成する画像信
    号生成手段， を備えた画像処理装置。
  3. 【請求項３】 与えられたディジタル輝度画像データの
    高周波成分を除去し， 上記与えられたディジタル輝度画像データから高周波成
    分が除去されたディジタル輝度画像データを減算するこ
    とにより高周波成分を表わす信号を作成し， 高周波成分が除去されたディジタル輝度画像データを所
    定のしきい値を用いて高輝度画像データと低輝度画像デ
    ータとに分割し， 分割された上記高輝度画像データの最も低い輝度レベル
    が上記低輝度画像データの最も高い輝度レベル以下とな
    るように上記高輝度画像データおよび上記低輝度画像デ
    ータに対してそれぞれ別個に輝度レベル変換処理を行
    い， 輝度レベル変換処理が行われた上記高輝度画像データお
    よび上記低輝度画像データならびに作成された上記高周
    波成分を合成して一画像分のディジタル輝度画像データ
    を生成し， 生成されたディジタル輝度画像データと与えられた色に
    関するディジタル色成分画像データとからディジタル静
    止画画像データを生成する， 画像処理方法。
  4. 【請求項４】 与えられた画像信号の高周波成分を除去
    し， 上記与えられた画像信号から高周波成分が除去された画
    像信号を減算することにより高周波成分を表わす信号を
    生成し， 高周波成分が除去された画像信号を所定のしきい値を用
    いて高輝度画像信号と低輝度画像信号とに分割し， 分割された上記高輝度画像信号の最も低い輝度レベルが
    上記低輝度画像信号の最も高い輝度レベル以下となるよ
    うに上記高輝度画像信号および上記低輝度画像信号に対
    してそれぞれ別個に輝度レベル変換処理を行い， 輝度レベル変換処理が行われた上記高輝度画像信号およ
    び上記低輝度画像信号ならびに生成された上記高周波成
    分を合成して一画像分の画像信号を生成する， 画像処理方法。
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