JP3515019B2 - Image correction method and apparatus, recording medium recording the method, image photographing apparatus incorporating the apparatus, and image display apparatus incorporating the apparatus - Google Patents

Image correction method and apparatus, recording medium recording the method, image photographing apparatus incorporating the apparatus, and image display apparatus incorporating the apparatus

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JP3515019B2 JP21015299A JP21015299A JP3515019B2 JP 3515019 B2 JP3515019 B2 JP 3515019B2 JP 21015299 A JP21015299 A JP 21015299A JP 21015299 A JP21015299 A JP 21015299A JP 3515019 B2 JP3515019 B2 JP 3515019B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、情景画像、特に航
空写真等をデジタル化した、カラーや白黒の多階調の画
像に対して、影の領域の明るさとコントラストを上げる
ことで、画像の画質を改善する画像補正方法と装置及び
その装置を組み込んだ画像撮影装置や画像表示装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-gradation image such as a color image or a monochrome image obtained by digitizing a scene image, in particular, an aerial photograph, by increasing the brightness and contrast of a shadow area. The present invention relates to an image correction method and device for improving image quality, and an image capturing device and an image display device incorporating the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】デジタル化された航空写真の影の部分を
見やすく補正する従来技術としては、異なった日時に同
一の場所で同一対象物を撮影した複数の画像の情報を統
合して、日向の領域だけを統合して影の領域の無い画像
を合成する技術があった(特開平10−269347
号)。
2. Description of the Related Art As a conventional technique for easily correcting the shadow portion of a digitized aerial photograph, information on a plurality of images of the same object taken at the same place at different dates and times is integrated, and There has been a technique for synthesizing an image without a shadow region by integrating only regions (Japanese Patent Laid-Open No. 10-269347).
issue).

【0003】また、航空写真に限らず、一般的な画像の
影の部分を見やすくする技術としては、画像の輝度に対
して対数関数で変換して暗い部分のダイナミックレンジ
を上げ、その後で画像の高周波成分を強調する高域強調
フィルターかける技術があった(T.G.Stockh
am,Jr.,Image Processingin
the Context of a visual
model,Proc.IEEE60,1972,82
8−842)。
In addition to aerial photography, as a technique for making the shadow portion of a general image easy to see, the brightness of the image is converted by a logarithmic function to increase the dynamic range of the dark portion, and then the image There was a technology for applying a high-frequency emphasis filter that emphasizes high-frequency components (TG Stockh
am, Jr. , Image Processingin
the Context of a visual
model, Proc. IEEE60, 1972, 82
8-842).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】第1に上げた従来技術
では、一枚の画像から影の部分を補正することができな
いという問題があった。
The first prior art technique has a problem that the shadow portion cannot be corrected from one image.

【0005】第2に上げた従来技術では、最初に画像全
体に対して対数関数で変換するために、暗い部分のダイ
ナミックレンジは上がるが、逆に明るい部分、すなわち
影の外側の日向の部分のダイナミックレンジが下がり、
画質が劣化するという問題があった。また、カラーの航
空写真を扱う場合、日向の領域は太陽の白色光と青空か
らの散乱光を受けているのに対して影の領域は青空から
の散乱光しか受けていないため、影の領域は日向の領域
に比べて青みがかかっている。これは影の領域の輝度が
低い時には見た目には気にならないが、この技術によっ
て輝度が上げられると、影の領域が鮮やかな青みを帯
び、見た目に違和感を感じるようになる問題点があっ
た。
In the second conventional technique, the dynamic range of the dark portion is increased because the entire image is first transformed by the logarithmic function, but conversely, the bright portion, that is, the sun-exposed portion outside the shadow is increased. The dynamic range has dropped,
There was a problem that the image quality deteriorates. Also, when dealing with color aerial photographs, the sunlit area receives the white light of the sun and the scattered light from the blue sky, while the shadow area receives only the scattered light from the blue sky, so the shadow area Is bluish compared to the Hyuga area. This is not noticeable when the brightness of the shadow area is low, but when this technology raises the brightness, there is a problem that the shadow area becomes bluish and looks unnatural. .

【0006】本発明の課題は、一枚の画像だけで影の領
域の補正による画質の向上を可能とし、また、日向の領
域には画像の品質にあまり悪影響を及ぼさないことが可
能となり、また、カラーの画像を扱う際に影の領域を補
正した時に鮮やかな青色になることを防ぐことを可能と
する技術を提供することである。
An object of the present invention is to improve the image quality by correcting a shadow area with only one image, and it is possible to prevent the sunlit area from adversely affecting the image quality. It is an object of the present invention to provide a technique capable of preventing a bright blue color when a shadow region is corrected when a color image is handled.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の上述の課題は、
以下に列記する手段により解決される。
The above-mentioned problems of the present invention are as follows.
It is solved by the means listed below.

【0008】その一手段は、多階調の原画像を変換して
判読性を高める画像補正方法において、前記原画像から
エッジを抽出するとともに前記原画像を平滑化して平滑
化画像を生成し、前記エッジと前記平滑化画像を加算し
てエッジ保存平滑化画像を作成するエッジ保存平滑化画
像作成段階と、前記エッジ保存平滑化画像に対して輝度
の定義域を複数のクラスに分類し、各クラス別に輝度階
調変換を加えるエッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階
と、前記原画像の単数もしくは複数の周波数の高周波成
分を抽出する高周波成分抽出段階と、前記抽出した各周
波数の高周波成分に対して、前記エッジ保存平滑化画像
をクラスに分類した結果を用いて各クラス別に高周波成
分を増幅する変換を行う高周波成分変換段階と、前記輝
度階調変換したエッジ保存平滑化画像と前記高周波成分
変換段階の変換結果を統合して画像を作成する画像合成
段階とを、有することを特徴とする画像補正方法であ
る。
As one of the means, in an image correction method for converting a multi-tone original image to improve legibility, an edge is extracted from the original image and the original image is smoothed to generate a smoothed image, An edge-preserving smoothed image creating step of adding the edge and the smoothed image to create an edge-preserving smoothed image, and a domain of brightness for the edge-preserving smoothed image is classified into a plurality of classes, An edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion step of applying brightness gradation conversion for each class, a high frequency component extraction step of extracting high frequency components of a single or a plurality of frequencies of the original image, and a high frequency component of each extracted frequency. On the other hand, using the result of classifying the edge-preserving smoothed image into a class, a high-frequency component conversion step of performing a conversion for amplifying a high-frequency component for each class, and the luminance gradation conversion And an image synthesizing step of generating an image by integrating di preserving smoothing image conversion results of the high frequency component conversion step, an image correction method characterized in that it has.

【0009】あるいは、上記の画像補正方法において、
画像合成段階では、輝度階調変換したエッジ保存平滑化
画像と高周波成分変換段階の変換結果の個別の要素の値
を加算することで、両者を統合することを特徴とする画
像補正方法である。
Alternatively, in the above image correction method,
The image correction method is characterized in that in the image synthesizing step, the edge-preserving smoothed image subjected to the luminance gradation conversion and the individual element values of the conversion result in the high frequency component converting step are added to integrate the two.

【0010】あるいは、上記の画像補正方法において、
エッジ保存平滑化画像作成段階では、原画像に対して平
滑化の周波数に相当するサイズの構造要素を用いてモフ
ォロジーのopeningとclosingを組み合わ
せた処理を行う方法を用いて、エッジ保存平滑化画像を
作成することを特徴とする画像補正方法である。
Alternatively, in the above image correction method,
In the edge-preserving smoothed image creating step, the edge-preserving smoothed image is processed by a method of performing a process of combining the morphology opening and closing using a structuring element having a size corresponding to the smoothing frequency with respect to the original image. It is an image correction method characterized by creating.

【0011】あるいは、上記の画像補正方法において、
高周波成分抽出段階では、最も高い周波数の高周波成分
に対しては、原画像と原画像から前記最も高い周波数の
高周波成分を削除した画像との差分を求めることで、そ
れ以外の周波数の高周波成分に対しては、当該周波数よ
りも高い高周波成分を全て原画像から削除した画像と該
画像から当該周波数の高周波成分を削除した画像との差
分を求めることで、個別の周波数の高周波成分を抽出す
ることを特徴とする画像補正方法である。
Alternatively, in the above image correction method,
In the high-frequency component extraction step, for the high-frequency component of the highest frequency, by obtaining the difference between the original image and the image in which the highest-frequency component of the highest frequency is deleted from the original image, the high-frequency component of other frequencies is obtained. On the other hand, by extracting the difference between an image in which all high-frequency components higher than the frequency are deleted from the original image and an image in which the high-frequency components of the frequency are deleted from the image, the high-frequency components of individual frequencies are extracted. Is an image correction method.

【0012】あるいは、上記の画像補正方法において、
高周波成分抽出段階では、画像から個別の周波数の高周
波成分を削除する方法として、該画像に対して周波数に
相当するサイズの構造要素を用いてモフォロジーのop
eningとclosingを組み合わせた処理を行う
方法を用いることを特徴とする画像補正方法である。
Alternatively, in the above image correction method,
In the high frequency component extraction step, as a method of deleting high frequency components of individual frequencies from the image, the morphological op is used by using a structuring element having a size corresponding to the frequency for the image.
This is an image correction method characterized by using a method of performing a process in which ening and closing are combined.

【0013】あるいは、上記の画像補正方法において、
エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階では、エッジ保
存平滑化画像の各画素を輝度値の大小によって少なくと
も暗い画素のクラスと明るい画素のクラスの2つのクラ
スに分類し、各々のクラスの画素について別々の関数に
より輝度階調変換を加えることを特徴とする画像補正方
法である。
Alternatively, in the above image correction method,
In the edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion step, each pixel of the edge-preserving smoothed image is classified into at least two classes of a dark pixel class and a bright pixel class according to the magnitude of the brightness value. This is an image correction method characterized in that brightness gradation conversion is added by separate functions.

【0014】あるいは、上記の画像補正方法において、
エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階では、輝度階調
変換の関数のパラメータ値の決定方法として、パラメー
タ値をあらかじめ決められた定義域の中で変化させ、各
パラメータ値を用いた時のエッジ保存平滑化画像におけ
る明るい画素のクラスに属する画素の輝度の変化値の合
計値と、暗い画素のクラスに属する画素の輝度の変化値
の合計値とを変数とする関数で表される評価値を算出
し、最大の評価値が得られたパラメータ値を採用する方
法を用いることを特徴とする画像補正方法である。
Alternatively, in the above image correction method,
In the edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion step, as a method of determining the parameter value of the brightness gradation conversion function, the parameter value is changed within a predetermined domain and the edge when each parameter value is used An evaluation value represented by a function whose variable is a total value of luminance change values of pixels belonging to the bright pixel class in the stored smoothed image and a total value of luminance change values of pixels belonging to the dark pixel class is stored. The image correction method is characterized by using a method of calculating and using a parameter value for which a maximum evaluation value is obtained.

【0015】あるいは、上記の画像補正方法において、
高周波成分変換段階では、関数を用いて変換を行い、該
関数を、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階におい
てエッジ保存平滑化画像の対応する画素をクラスに分類
した結果によって変更することを特徴とする画像補正方
法である。
Alternatively, in the above image correction method,
In the high-frequency component conversion step, conversion is performed using a function, and the function is changed according to the result of classifying the corresponding pixels of the edge-preserved smoothed image into classes in the edge-preserved smoothed image luminance gradation conversion step. The image correction method is as follows.

【0016】あるいは、カラーの多階調の原画像を変換
して判読性を高める画像補正方法において、原画像の各
画素の持つ色表示の情報から輝度を抽出してモノクロの
濃淡画像を作成する濃淡画像作成段階と、前記濃淡画像
作成段階で作成されたモノクロの濃淡画像を上記の画像
補正方法によって補正する濃淡画像補正段階と、前記濃
淡画像補正段階で補正された補正後濃淡画像を構成する
各画素に対して、対応する原画像の画素の色表示の情報
から彩度と色相を抽出し、前記補正後濃淡画像における
画素の輝度と組み合わせて補正後の表示色の情報とする
ことで補正後のカラー画像を作成する色補正段階とを、
有することを特徴とする画像補正方法である。
Alternatively, in an image correction method for converting a color multi-gradation original image to improve legibility, the brightness is extracted from the color display information of each pixel of the original image to create a monochrome gray-scale image. A grayscale image creating step, a grayscale image correcting step of correcting the monochrome grayscale image created in the grayscale image creating step by the image correction method, and a corrected grayscale image corrected in the grayscale image correcting step are formed. For each pixel, the saturation and the hue are extracted from the information of the color display of the pixel of the corresponding original image, and combined with the luminance of the pixel in the corrected grayscale image to obtain the corrected display color information. After the color correction stage to create a color image later,
An image correction method characterized by having.

【0017】あるいは、カラーの多階調の原画像を変換
して判読性を高める画像補正方法において、原画像の各
画素の持つ色表示の情報から輝度を抽出してモノクロの
濃淡画像を作成する濃淡画像作成段階と、前記濃淡画像
作成段階で作成されたモノクロの濃淡画像を上記の画像
補正方法によって補正する濃淡画像補正段階と、前記濃
淡画像補正段階で補正された補正後濃淡画像を構成する
各画素に対して、前記濃淡画像補正段階で用いた画像補
正方法におけるエッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階
の処理において暗い画素のクラスと判定されたか否かを
チェックし、暗い画素のクラスと判定された場合には、
対応する原画像の画素の色表示の情報から彩度と色相を
抽出し、前記抽出した彩度を削減してから、前記抽出し
た色相と前記補正後濃淡画像における画素の輝度と組み
合わせて補正後の表示色の情報とし、明るい画素のクラ
スと判定された場合には、対応する原画像の画素の色表
示の情報から彩度と色相を抽出し、前記補正後濃淡画像
における画素の輝度と組み合わせて補正後の表示色の情
報とすることで、補正後のカラー画像を作成する色補正
段階とを、有することを特徴とする画像補正方法であ
る。
Alternatively, in an image correction method for converting a color multi-gradation original image to improve legibility, the brightness is extracted from the color display information of each pixel of the original image to create a monochrome gray-scale image. A grayscale image creating step, a grayscale image correcting step of correcting the monochrome grayscale image created in the grayscale image creating step by the image correction method, and a corrected grayscale image corrected in the grayscale image correcting step are formed. For each pixel, it is checked whether or not it is determined to be a dark pixel class in the processing of the edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion step in the image correction method used in the grayscale image correction step, If judged,
After the saturation and hue are extracted from the information of the color display of the pixels of the corresponding original image, the extracted saturation is reduced, and then the extracted hue and the luminance of the pixel in the post-correction grayscale image are combined and corrected. If it is determined that the pixel is a bright pixel class, the saturation and hue are extracted from the information of the color display of the pixel of the corresponding original image and combined with the luminance of the pixel in the corrected grayscale image. And a color correction step of creating a color image after correction by using the information as the display color after correction.

【0018】あるいは、多階調の原画像を変換して判読
性を高める画像補正装置において、前記原画像からエッ
ジを抽出するとともに前記原画像を平滑化して平滑化画
像を生成し、前記エッジと前記平滑化画像を加算してエ
ッジ保存平滑化画像を作成するエッジ保存平滑化画像作
成手段と、前記エッジ保存平滑化画像に対して輝度の定
義域を複数のクラスに分類し、各クラス別に輝度階調変
換を加えるエッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段と、
前記原画像の単数もしくは複数の周波数の高周波成分を
抽出する高周波成分抽出手段と、前記抽出した各周波数
の高周波成分に対して、前記エッジ保存平滑化画像のク
ラスに分類した結果を用いて各クラス別に高周波成分を
増幅する変換を行う高周波成分変換手段と、前記輝度階
調変換したエッジ保存平滑化画像と前記高周波成分変換
手段の変換結果を統合して画像を作成する画像合成手段
とを、具備することを特徴とする画像補正装置である。
Alternatively, in an image correction apparatus for converting a multi-gradation original image to improve legibility, an edge is extracted from the original image and the original image is smoothed to generate a smoothed image, An edge-preserving smoothed image creating means for adding the smoothed images to create an edge-preserving smoothed image, and a domain of brightness for the edge-preserving smoothed image is classified into a plurality of classes, and brightness is classified for each class. Edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion means for applying gradation conversion,
High frequency component extraction means for extracting high frequency components of a single or a plurality of frequencies of the original image, and for each of the extracted high frequency components of each frequency, each class using the result of classifying into the class of the edge-preserving smoothed image Separately, high frequency component conversion means for performing conversion for amplifying high frequency components, and image synthesizing means for creating an image by integrating the edge preserving smoothed image subjected to the luminance gradation conversion and the conversion result of the high frequency component conversion means. The image correction device is characterized in that

【0019】あるいは、上記の画像補正装置において、
画像合成手段は、輝度階調変換したエッジ保存平滑化画
像と高周波成分変換手段の変換結果の個別の要素の値を
加算することで、両者を統合するものであること特徴と
する画像補正装置である。
Alternatively, in the above image correction device,
The image synthesizing unit integrates the edge-preserving smoothed image subjected to the luminance gradation conversion and the individual element values of the conversion result of the high-frequency component converting unit to integrate them. is there.

【0020】あるいは、上記の画像補正装置において、
エッジ保存平滑化画像作成手段は、原画像に対して平滑
化の周波数に相当するサイズの構造要素を用いてモフォ
ロジーのopeningとclosingを組み合わせ
た処理を行う手段を用いて、エッジ保存平滑化画像を作
成するものであること特徴とする画像補正装置である。
Alternatively, in the above image correction device,
The edge-preserving smoothed image creating means uses a means for performing a process of combining morphology opening and closing using a structuring element having a size corresponding to the smoothing frequency with respect to the original image to generate the edge-preserving smoothed image. An image correction device characterized by being created.

【0021】あるいは、上記の画像補正装置において、
高周波成分抽出手段は、最も高い周波数の高周波成分に
対しては、原画像と原画像から前記最も高い周波数の高
周波成分を削除した画像との差分を求めることで、それ
以外の周波数の高周波成分に対しては、当該周波数より
も高い高周波成分を全て原画像から削除した画像と該画
像から当該周波数の高周波成分を削除した画像との差分
を求めることで、個別の周波数の高周波成分を抽出する
ものであることを特徴とする画像補正装置である。
Alternatively, in the above image correction device,
The high-frequency component extraction means obtains the difference between the original image and the image obtained by deleting the high-frequency component of the highest frequency from the original image, for the high-frequency component of the highest frequency, to obtain the high-frequency component of other frequencies. On the other hand, by extracting the difference between an image in which all high-frequency components higher than the frequency are deleted from the original image and an image in which the high-frequency components of the frequency are deleted from the image, high-frequency components of individual frequencies are extracted. Is an image correction device.

【0022】あるいは、上記の画像補正装置において、
高周波成分抽出手段は、画像から個別の周波数の高周波
成分を削除する手段として、該画像に対して周波数に相
当するサイズの構造要素を用いてモフォロジーのope
ningとclosingを組み合わせた処理を行う手
段を用いるものであること特徴とする画像補正装置であ
る。
Alternatively, in the above image correction device,
The high-frequency component extraction means is a means for deleting high-frequency components of individual frequencies from an image, and uses a structuring element having a size corresponding to the frequency for the image to operate the morphology.
The image correction apparatus is characterized by using a means for performing a process that combines a "ning" and a "closing".

【0023】あるいは、上記の画像補正装置において、
エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段は、エッジ保存
平滑化画像の各画素を輝度値の大小によって少なくとも
暗い画素のクラスと明るい画素のクラスの2つのクラス
に分類し、各々のクラスの画素について別々の関数によ
り輝度階調変換を加えるものであること特徴とする画像
補正装置である。
Alternatively, in the above image correction device,
The edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means classifies each pixel of the edge-preserving smoothed image into at least two classes, that is, a dark pixel class and a bright pixel class, according to the magnitude of the brightness value. The image correction device is characterized in that the brightness gradation conversion is added by different functions.

【0024】あるいは、上記の画像補正装置において、
エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段は、輝度階調変
換の関数のパラメータ値を決定する手段として、パラメ
ータ値をあらかじめ決められた定義域の中で変化させ、
各パラメータ値を用いた時のエッジ保存平滑化画像にお
ける明るい画素のクラスに属する画素の輝度の変化値の
合計値と、暗い画素のクラスに属する画素の輝度の変化
値の合計値とを変数とする関数で表される評価値を算出
し、最大の評価値が得られたパラメータ値を採用する手
段を用いるものであること特徴とする画像補正装置であ
る。
Alternatively, in the above image correction device,
The edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion means is a means for determining the parameter value of the function of the brightness gradation conversion, in which the parameter value is changed within a predetermined domain,
A variable is a total value of luminance change values of pixels belonging to a bright pixel class in the edge-preserving smoothed image when each parameter value is used, and a total value of luminance change values of pixels belonging to a dark pixel class. The image correction apparatus is characterized by using means for calculating an evaluation value represented by a function and adopting a parameter value for which the maximum evaluation value is obtained.

【0025】あるいは、上記の画像補正装置において、
高周波成分変換手段は、関数を用いて変換を行い、該関
数を、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段において
エッジ保存平滑化画像の対応する画素をクラスに分類し
た結果によって変更するものであること特徴とする画像
補正装置である。
Alternatively, in the above image correction device,
The high-frequency component conversion means performs conversion using a function, and changes the function according to the result of classifying the corresponding pixels of the edge-preserving smoothed image into the class in the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion means. The image correction device is characterized.

【0026】あるいは、カラーの多階調の原画像を変換
して判読性を高める画像補正装置において、原画像の各
画素の持つ色表示の情報から輝度を抽出してモノクロの
濃淡画像を作成する濃淡画像作成手段と、前記濃淡画像
作成手段で作成されたモノクロの濃淡画像を上記の画像
補正装置によって補正する濃淡画像補正手段と、前記濃
淡画像補正手段で補正された補正後濃淡画像を構成する
各画素に対して、対応する原画像の画素の色表示の情報
から彩度と色相を抽出し、前記補正後濃淡画像における
画素の輝度と組み合わせて補正後の表示色の情報とする
ことで補正後のカラー画像を作成する色補正手段とを、
具備することを特徴とする画像補正装置である。
Alternatively, in an image correction apparatus for converting a multi-color original image of color to improve the readability, the brightness is extracted from the color display information of each pixel of the original image to create a monochrome grayscale image. A grayscale image creating means, a grayscale image correcting means for correcting the monochrome grayscale image created by the grayscale image creating means by the image correction device, and a corrected grayscale image corrected by the grayscale image correcting means. For each pixel, the saturation and the hue are extracted from the information of the color display of the pixel of the corresponding original image, and combined with the luminance of the pixel in the corrected grayscale image to obtain the corrected display color information. Color correction means to create the later color image,
An image correction apparatus characterized by being provided.

【0027】あるいは、カラーの多階調の原画像を変換
して判読性を高める画像補正装置において、原画像の各
画素の持つ色表示の情報から輝度を抽出してモノクロの
濃淡画像を作成する濃淡画像作成手段と、前記濃淡画像
作成手段で作成されたモノクロの濃淡画像を上記の画像
補正装置によって補正する濃淡画像補正手段と、前記濃
淡画像補正手段で補正された補正後濃淡画像を構成する
各画素に対して、前記濃淡画像補正手段で用いた画像補
正装置におけるエッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段
の処理において暗い画素のクラスと判定されたか否かを
チェックし、暗い画素のクラスと判定された場合には、
対応する原画像の画素の色表示の情報から彩度と色相を
抽出し、前記抽出した彩度を削減してから、前記抽出し
た色相と前記補正後濃淡画像における画素の輝度と組み
合わせて補正後の表示色の情報とし、明るい画素のクラ
スと判定された場合には、対応する原画像の画素の色表
示の情報から彩度と色相を抽出し、前記補正後濃淡画像
における画素の輝度と組み合わせて補正後の表示色の情
報とすることで、補正後のカラー画像を作成する色補正
手段とを、具備することを特徴とする画像補正装置であ
る。
Alternatively, in an image correction apparatus for converting an original image of color multi-gradation to improve the legibility, the brightness is extracted from the color display information of each pixel of the original image to create a monochrome grayscale image. A grayscale image creating means, a grayscale image correcting means for correcting the monochrome grayscale image created by the grayscale image creating means by the image correction device, and a corrected grayscale image corrected by the grayscale image correcting means. For each pixel, it is checked whether or not it has been determined to be a dark pixel class in the processing of the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion means in the image correction device used in the grayscale image correction means. If judged,
After the saturation and hue are extracted from the information of the color display of the pixels of the corresponding original image, the extracted saturation is reduced, and then the extracted hue and the luminance of the pixel in the post-correction grayscale image are combined and corrected. If it is determined that the pixel is a bright pixel class, the saturation and hue are extracted from the information of the color display of the pixel of the corresponding original image and combined with the luminance of the pixel in the corrected grayscale image. And a color correction unit that creates a corrected color image by using the corrected display color information.

【0028】あるいは、多階調の原画像を変換して判読
性を高める画像補正方法において、前記原画像からエッ
ジを抽出するとともに前記原画像を平滑化して平滑化画
像を生成し、前記エッジと前記平滑化画像を加算してエ
ッジ保存平滑化画像を作成するエッジ保存平滑化画像作
成段階と、前記原画像の単数もしくは複数の周波数の高
周波成分を抽出する高周波成分抽出段階と、前記原画像
の各画素が日向の領域に属する確率と該画素が影の領域
に属する確率を、該画素に該当する前記エッジ保存平滑
化画像の画素の情報から算出する確率算出段階と、前記
エッジ保存平滑化画像に対して、各画素が影の領域に属
すると仮定して輝度階調変換を行って出力し、かつ各画
素が日向の領域に属すると仮定して輝度階調変換を行っ
て出力するかもしくはそのままのエッジ保存平滑化画像
を出力するエッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階と、
前記抽出した各周波数の高周波成分に対して、全て影の
領域に属すると仮定して増幅する変換を行って出力し、
かつ全て日向の領域に属すると仮定して増幅する変換を
行って出力するかもしくはそのままの高周波成分を出力
する高周波成分変換段階と、前記確率算出段階で算出し
た各領域に属する確率を用いて、前記エッジ保存平滑化
画像輝度階調変換段階から出力された仮定の領域別の2
種類の出力と、前記高周波成分変換段階から出力された
仮定の領域別の2種類の出力を統合して画像を作成する
画像合成段階とを、有することを特徴とする画像補正方
法である。
Alternatively, in an image correction method for converting a multi-tone original image to improve legibility, an edge is extracted from the original image and the original image is smoothed to generate a smoothed image, An edge-preserving smoothed image creating step of adding the smoothed images to create an edge-preserving smoothed image; a high-frequency component extracting step of extracting high-frequency components of a single or a plurality of frequencies of the original image; A probability calculation step of calculating the probability that each pixel belongs to the sunlit area and the probability that the pixel belongs to the shadow area from the information of the pixel of the edge-preserving smoothed image corresponding to the pixel, and the edge-preserving smoothed image On the other hand, assuming that each pixel belongs to the shadow area, the brightness gradation conversion is performed and then output, and assuming that each pixel belongs to the sunlit area, the brightness gradation conversion may be performed and output. Edge preserving smoothing image luminance gradation conversion step for outputting a raw edge preserving smoothing image,
With respect to the high frequency components of each of the extracted frequencies, output by performing conversion for amplification assuming that they all belong to the shadow region,
And using the probability of belonging to each region calculated in the probability calculation step, and the high frequency component conversion step of performing the conversion to be amplified and outputting or outputting the high frequency component as it is, assuming that it belongs to the sunlit area, 2 for each hypothetical region output from the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion step
The image correction method is characterized by including an output of each type and an image composition step of integrating two types of output for each hypothetical region output from the high frequency component conversion step to create an image.

【0029】あるいは、カラー多階調の原画像を変換し
て判読性を高める画像補正方法において、前記原画像の
各画素の情報から彩度と色相を抽出する彩度・色相抽出
段階と、前記原画像からエッジを抽出するとともに前記
原画像を平滑化して平滑化画像を生成し、前記エッジと
前記平滑化画像を加算してエッジ保存平滑化画像を作成
するエッジ保存平滑化画像作成段階と、前記原画像の単
数もしくは複数の周波数の高周波成分を抽出する高周波
成分抽出段階と、前記原画像の各画素が日向の領域に属
する確率と該画素が影の領域に属する確率を、該画素に
該当する前記エッジ保存平滑化画像の画素の情報から算
出する確率算出段階と、前記原画像の各画素から抽出し
た彩度に対して、前記算出した各領域に属する確率を用
いて削減する変換を加える彩度変換段階と、前記エッジ
保存平滑化画像に対して、各画素が影の領域に属すると
仮定して輝度階調変換を行って出力し、かつ各画素が日
向め領域に属すると仮定して輝度階調変換を行って出力
するかもしくはそのままのエッジ保存平滑化画像を出力
するエッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階と、前記抽
出した各周波数の高周波成分に対して、全て影の領域に
属すると仮定して増幅する変換を行って出力し、かつ全
て日向の領域に属すると仮定して増幅する変換を行って
出力するかもしくはそのままの高周波成分を出力する高
周波成分変換段階と、前記確率算出段階で算出した各領
域に属する確率を用いて、前記エッジ保存平滑化画像輝
度階調変換段階からの2種類の出力と高周波成分変換段
階からの2種類の出力を統合して画像を作成し、それに
前記彩度・色相抽出段階から出力された原画像の色相の
情報と、前記彩度変換段階から出力された変換後の彩度
の情報を統合して画像を作成する画像合成段階とを、有
することを特徴とする画像補正方法である。
Alternatively, in an image correction method for converting a color multi-gradation original image to improve legibility, a saturation / hue extraction step of extracting saturation and hue from information of each pixel of the original image, An edge-preserving smoothed image creating step of creating an edge-preserving smoothing image by adding edges to the smoothed image to generate a smoothed image by smoothing the original image while extracting edges from the original image, The high frequency component extraction step of extracting high frequency components of a single or a plurality of frequencies of the original image, the probability that each pixel of the original image belongs to the sunlit area, and the probability that the pixel belongs to the shadowed area A probability calculation step of calculating from the pixel information of the edge-preserving smoothed image, and a conversion for reducing the saturation extracted from each pixel of the original image using the calculated probability of belonging to each region. Saturation conversion step to be applied, and for the edge-preserving smoothed image, it is assumed that each pixel belongs to a shadow area, and luminance gradation conversion is performed and output, and each pixel is assumed to belong to a sunlit area. Then, an edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion step of outputting the luminance-preserving smoothed image as it is, or outputting the same as that of the edge-preserving smoothed image. A high-frequency component conversion stage that outputs by performing a conversion that amplifies assuming that it belongs to a region, and outputs by performing a conversion that performs amplification by assuming that it belongs to a sunlit region, or outputs a high-frequency component as it is, Using the probabilities belonging to each region calculated in the probability calculation step, the two types of output from the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion step and the two types of output from the high frequency component conversion step are integrated to generate an image. Image synthesis for creating an image by combining the information of the hue of the original image output from the saturation / hue extraction step and the information of the converted saturation output from the saturation conversion step And an image correction method.

【0030】あるいは、上記の画像補正方法において、
彩度変換段階では、確率算出段階で算出した各領域に属
する確率を用いて統合する方法として、原画像の各画素
から抽出した彩度に対して、対応する原画像の画素が影
の領域に属すると仮定して彩度の削減処理を行い、その
結果に該画素が影の領域に属する確率を乗じた値を算出
し、その値と、元の彩度に対して該画素が日向に属する
確率を乗じた値を加算することを特徴とする画像補正方
法である。
Alternatively, in the above image correction method,
In the saturation conversion step, as a method of integrating using the probabilities belonging to each area calculated in the probability calculation step, with respect to the saturation extracted from each pixel of the original image, the corresponding pixel of the original image becomes a shadow area. Saturation reduction processing is performed assuming that the pixel belongs, and the result is multiplied by the probability that the pixel belongs to the shadow area to calculate a value, and the pixel belongs to the sun for the value and the original saturation. It is an image correction method characterized by adding a value multiplied by a probability.

【0031】あるいは、上記の画像補正方法において、
画像合成段階では、確率算出段階で算出した各領域に属
する確率を用いて、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換
段階からの2種類の出力と、高周波成分変換段階からの
2種類の出力を統合して画像を作成する処理として、前
記エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階からの、エッ
ジ保存平滑化画像に対して各画素が影の領域に属すると
仮定して輝度階調変換を行った出力に対して各画素が影
の領域に属する確率を乗じた値を算出し、前記エッジ保
存平滑化画像輝度階調変換段階からの、エッジ保存平滑
化画像に対して各画素が日向の領域に属すると仮定して
輝度階調変換を行った出力もしくはそのままのエッジ保
存平滑化画像の出力に対して各画素が日向の領域に属す
る確率を乗じた値を算出し、前記高周波成分変換段階か
らの各周波数の高周波成分に対して全て影の領域に属す
ると仮定して変換を行った出力に対して、対応するエッ
ジ保存平滑化画像の画素が影の領域に属する確率を乗じ
た値を算出し、前記高周波成分変換段階からの各周波数
の高周波成分に対して全て日向の領域に属すると仮定し
て変換を行った出力に対して、対応するエッジ保存平滑
化画像の画素が日向の領域に属する確率を乗じた値を算
出し、前記算出した4種類の値を加算することを特徴と
する画像補正方法である。
Alternatively, in the above image correction method,
In the image synthesizing stage, the two types of outputs from the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting stage and the two types of output from the high frequency component converting stage are integrated by using the probabilities belonging to each region calculated in the probability calculating stage. As a process for creating an image, the brightness gradation conversion is performed on the edge-preserving smoothed image brightness gradation converting step assuming that each pixel belongs to a shadow area. A value is calculated by multiplying the output by the probability that each pixel belongs to a shadow area, and from the edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion step, each pixel is set to a sunlit area for the edge-preserving smoothed image. Assuming that the output is subjected to luminance gradation conversion or the output of the edge-preserving smoothed image as it is, a value is calculated by multiplying the probability that each pixel belongs to the sunlit area, and the value from the high frequency component conversion step is calculated. High for each frequency The output obtained by converting the wave components assuming that they all belong to the shadow area is multiplied by the probability that the pixel of the corresponding edge-preserving smoothed image belongs to the shadow area, and the high frequency is calculated. For the high-frequency components of each frequency from the component conversion stage, assuming that all the high-frequency components belong to the sunlit area, the output that has been transformed is multiplied by the probability that the corresponding edge-preserving smoothed image pixel belongs to the sunlit area. Is calculated, and the calculated four types of values are added, which is an image correction method.

【0032】あるいは、上記の画像補正方法において、
画像合成段階では、確率算出段階で算出した各領域に属
する確率を用いて、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換
段階からの2種類の出力と、高周波成分変換段階からの
2種類の出力を統合して画像を作成する処理として、前
記エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階からの、エッ
ジ保存平滑化画像に対して各画素が影の領域に属すると
仮定して輝度階調変換を行った出力と、前記高周波成分
変換段階からの、各周波数の高周波成分に対して全て影
の領域に属すると仮定して変換を行った出力を、対応す
る要素毎に加算して、その値に、対応するエッジ保存平
滑化画像の画素が影の領域に属する確率を乗じた値を算
出し、前記エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階から
の、エッジ保存平滑化画像に対して各画素が日向の領域
に属すると仮定して輝度階調変換を行った出力もしくは
そのままのエッジ保存平滑化画像の出力と、前記高周波
成分変換段階からの、各周波数の高周波成分に対して全
て日向の領域に属すると仮定して変換を行った出力もし
くはそのままの出力を、対応する要素毎に加算して、そ
の値に、対応するエッジ保存平滑化画像の画素が日向の
領域に属する確率を乗じた値を算出し、前記算出された
4種類の値を加算することを特徴とする画像補正方法で
ある。
Alternatively, in the above image correction method,
In the image synthesizing stage, the two types of outputs from the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting stage and the two types of output from the high frequency component converting stage are integrated by using the probabilities belonging to each region calculated in the probability calculating stage. As a process for creating an image, the brightness gradation conversion is performed on the edge-preserving smoothed image brightness gradation converting step assuming that each pixel belongs to a shadow area. The output and the output from the high-frequency component conversion step, which has been converted on the assumption that all high-frequency components of each frequency belong to the shadow region, are added for each corresponding element, and the value is added. A value is calculated by multiplying the probability that the pixel of the edge-preserving smoothed image belongs to the shadow area, and each pixel is in the sun for the edge-preserving smoothed image from the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion step. Assuming it belongs to a region The output was subjected to the luminance gradation conversion or the output of the edge-preserving smoothed image as it was, and the conversion was performed assuming that all the high frequency components of each frequency from the high frequency component conversion stage belong to the sunlit area. The output or the output as it is is added for each corresponding element, and a value is calculated by multiplying the value by the probability that the pixel of the corresponding edge-preserving smoothed image belongs to the sunlit area. The image correction method is characterized by adding the value of

【0033】あるいは、上記の画像補正方法において、
確率算出段階では、原画像の各画素が日向の領域に属す
る確率を算出する処理として、エッジ保存平滑化画像に
おける該当する画素の情報が日向の領域から発生する確
率を算出し、その値と、事前に投入された値である、エ
ッジ保存平滑化画像における平均的な日向の領域の画素
数の比率とを乗じる処理を行い、かつ、原画像の各画素
が影の領域に属する確率を算出する方法として、エッジ
保存平滑化画像における該当する画素の情報が影の領域
から発生する確率を算出し、その値と、事前に投入され
た値である、エッジ保存平滑化画像における平均的な影
の領域の画素数の比率とを乗じる処理を行うことを特徴
とする画像補正方法である。
Alternatively, in the above image correction method,
In the probability calculation step, as a process of calculating the probability that each pixel of the original image belongs to the sunlit area, the probability that the information of the corresponding pixel in the edge-preserving smoothed image will occur from the sunlit area, and the value thereof, Multiply by the value input in advance, which is the ratio of the number of pixels in the average sunny area in the edge-preserving smoothed image, and calculate the probability that each pixel in the original image belongs to the shadow area. As a method, the probability that the information of the corresponding pixel in the edge-preserving smoothed image is generated from the shadow area is calculated, and that value and the pre-entered value, which is the average shadow of the edge-preserving smoothed image, are calculated. The image correction method is characterized by performing a process of multiplying by a ratio of the number of pixels in the area.

【0034】あるいは、上記の画像補正方法において、
エッジ保存平滑化画像における該当する画素の情報が日
向の領域から発生する確率を算出するための情報と、前
記エッジ保存平滑化画像における該当する画素の情報が
影の領域から発生する確率を算出するための情報を事前
に学習する学習段階を備えることを特徴とする画像補正
方法である。
Alternatively, in the above image correction method,
Information for calculating the probability that the information of the corresponding pixel in the edge-preserving smoothed image occurs from the sunlit area, and the probability that the information of the corresponding pixel in the edge-preserving smoothed image occurs from the shadow area The image correction method is characterized by comprising a learning step of learning in advance information for

【0035】あるいは、上記の画像補正方法において、
確率の代わりに確率密度、もしくは確率に変換を加えた
値、もしくは確率密度に変換を加えた値を使用すること
を特徴とする画像補正方法である。
Alternatively, in the above image correction method,
It is an image correction method characterized by using a probability density, a value obtained by converting a probability, or a value obtained by converting a probability density, instead of the probability.

【0036】あるいは、上記の画像補正方法において、
確率算出段階では、確率の代わりに確率密度、もしくは
確率密度に変換を加えたを使用する場合、エッジ保存平
滑化画像における画素の情報が日向の領域から発生する
確率密度の算出処理と、エッジ保存平滑化画像における
画素の情報が影の領域から発生する確率密度の算出処理
として、画素の情報を表す次元数を持つ1次元もしくは
多次元の正規分布の確率密度関数による確率密度の算出
を行うことを特徴とする画像補正方法である。
Alternatively, in the above image correction method,
In the probability calculation step, when using probability density instead of probability, or using a combination of probability density and transformation, the probability density calculation processing in which the pixel information in the edge-preserved smoothed image is generated from the sunlit area, and the edge preservation To calculate the probability density of the pixel information in the smoothed image generated from the shadow area, calculate the probability density using the probability density function of a one-dimensional or multidimensional normal distribution having the number of dimensions representing the pixel information. Is an image correction method.

【0037】あるいは、上記の画像補正方法において、
高周波成分抽出段階では、個別の周波数の高周波成分を
抽出する処理として、最も高い周波数の高周波成分に対
しては、原画像と、原画像から該最も高い周波数の高周
波成分を削除した画像との差分を求めることで抽出し、
それ以外の周波数の高周波成分に対しては、該周波数よ
りも高い高周波成分を全て原画像から削除された画像
と、該画像から該周波数の高周波成分を削除した画像と
の差分を求めることで抽出する処理を行うことを特徴と
する画像補正方法である。
Alternatively, in the above image correction method,
In the high-frequency component extraction step, as a process of extracting high-frequency components of individual frequencies, for the high-frequency component of the highest frequency, the difference between the original image and the image obtained by deleting the high-frequency component of the highest frequency from the original image. By extracting
For high frequency components of other frequencies, extraction is performed by obtaining the difference between an image in which all high frequency components higher than the frequency are deleted from the original image and an image in which the high frequency components of the frequency are deleted from the image. The image correction method is characterized by performing the processing.

【0038】あるいは、上記の画像補正方法において、
エッジ保存平滑化画像作成段階では、画像に対して平滑
化の周波数に相当するサイズの構造要素を用いてモフォ
ロジーのopeningとclosingを組み合わせ
た処理を行う方法を用いることを特徴とする画像補正方
法である。
Alternatively, in the above image correction method,
In the edge-preserving smoothed image creation stage, an image correction method characterized by using a method of performing a process of combining morphology opening and closing using a structuring element having a size corresponding to a smoothing frequency for the image. is there.

【0039】あるいは、上記の画像補正方法において、
高周波成分抽出段階では、個別の周波数の高周波成分を
抽出する処理における、画像から個別の周波数の高周波
成分を削除する方法として、該画像に対して該周波数に
相当するサイズの構造要素を用いてモフォロジーのop
eningとclosingを組み合わせた処理を行う
方法を用いることを特徴とする画像補正方法である。
Alternatively, in the above image correction method,
In the high-frequency component extraction step, as a method of removing high-frequency components of individual frequencies from the image in the process of extracting high-frequency components of individual frequencies, morphology is used for the image by using a structural element having a size corresponding to the frequency. The op
This is an image correction method characterized by using a method of performing a process in which ening and closing are combined.

【0040】あるいは、上記の画像補正方法において、
エッジ保存平滑化画像作成段階では、該画像から各周波
数の高周波成分を削除した画像を作成するだけではな
く、原画像に対してエッジを保存しない平滑化を行って
エッジ非保存平滑化画像を作成し、エッジ保存平滑化画
像とエッジ非保存平滑化画像の対応する各画素について
照合して後者の輝度を前者の輝度に合致するように後者
の輝度を変換して新たなエッジ保存平滑化画像として出
力する方法を用いることを特徴とする画像補正方法であ
る。
Alternatively, in the above image correction method,
In the edge-preserving smoothed image creation step, not only an image in which high-frequency components of each frequency are deleted is created from the image, but also an edge-unsmoothed smoothed image is created by performing smoothing that does not save edges in the original image. Then, the corresponding pixels of the edge-preserving smoothed image and the edge-non-preserving smoothed image are compared, and the luminance of the latter is converted so that the luminance of the latter matches the luminance of the former to obtain a new edge-preserving smoothed image. It is an image correction method characterized by using a method of outputting.

【0041】あるいは、多階調の原画像を変換して判読
性を高める画像補正装置において、前記原画像からエッ
ジを抽出するとともに前記原画像を平滑化して平滑化画
像を生成し、前記エッジと前記平滑化画像を加算してエ
ッジ保存平滑化画像を作成するエッジ保存平滑化画像作
成手段と、前記原画像の単数もしくは複数の周波数の高
周波成分を抽出する高周波成分抽出手段と、前記原画像
の各画素が日向の領域に属する確率と該画素が影の領域
に属する確率を、該画素に該当する前記エッジ保存平滑
化画像の画素の情報から算出する確率算出手段と、前記
エッジ保存平滑化画像に対して、各画素が影の領域に属
すると仮定して輝度階調変換を行って出力し、かつ各画
素が日向の領域に属すると仮定して輝度階調変換を行っ
て出力するかもしくはそのままのエッジ保存平滑化画像
を出力するエッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段と、
前記抽出した各周波数の高周波成分に対して、全て影の
領域に属すると仮定して増幅する変換を行って出力し、
かつ全て日向の領域に属すると仮定して増幅する変換を
行って出力するかもしくはそのままの高周波成分を出力
する高周波成分変換手段と、前記確率算出手段で算出し
た各領域に属する確率を用いて、前記エッジ保存平滑化
画像輝度階調変換手段から出力された仮定の領域別の2
種類の出力と、前記高周波成分変換手段から出力された
仮定の領域別の2種類の出力を統合して画像を作成する
画像合成手段とを、具備することを特徴とする画像補正
装置である。
Alternatively, in an image correction apparatus for converting a multi-gradation original image to improve legibility, an edge is extracted from the original image and the original image is smoothed to generate a smoothed image. Edge-preserving smoothed image creating means for adding the smoothed images to create an edge-preserving smoothed image, high-frequency component extracting means for extracting high-frequency components of one or more frequencies of the original image, and the original image Probability calculating means for calculating the probability that each pixel belongs to the sunlit area and the probability that the pixel belongs to the shadow area from the information of the pixel of the edge-preserving smoothed image corresponding to the pixel, and the edge-preserving smoothed image On the other hand, assuming that each pixel belongs to the shadow area, the brightness gradation conversion is performed and then output, and assuming that each pixel belongs to the sunlit area, the brightness gradation conversion may be performed and output. Edge preserving smoothing image luminance gradation conversion means for outputting a raw edge preserving smoothing image,
With respect to the high frequency components of each of the extracted frequencies, output by performing conversion for amplification assuming that they all belong to the shadow region,
And using the high frequency component conversion means that outputs by performing conversion for amplification assuming that they all belong to the sunlit area or outputs the high frequency component as it is, and the probability of belonging to each area calculated by the probability calculation means, 2 for each hypothetical region output from the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means
The image correction apparatus is characterized by comprising: an output of a type and an image synthesizing unit that creates an image by integrating two types of output for each assumed region output from the high frequency component converting unit.

【0042】あるいは、カラー多階調の原画像を変換し
て判読性を高める画像補正装置において、前記原画像の
各画素の情報から彩度と色相を抽出する彩度・色相抽出
手段と、前記原画像からエッジを抽出するとともに前記
原画像を平滑化して平滑化画像を生成し、前記エッジと
前記平滑化画像を加算してエッジ保存平滑化画像を作成
するエッジ保存平滑化画像作成手段と、前記原画像の単
数もしくは複数の周波数の高周波成分を抽出する高周波
成分抽出手段と、前記原画像の各画素が日向の領域に属
する確率と該画素が影の領域に属する確率を、該画素に
該当する前記エッジ保存平滑化画像の画素の情報から算
出する確率算出手段と、前記原画像の各画素から抽出し
た彩度に対して、前記算出した各領域に属する確率を用
いて削減する変換を加える彩度変換手段と、前記エッジ
保存平滑化画像に対して、各画素が影の領域に属すると
仮定して輝度階調変換を行って出力し、かつ各画素が日
向め領域に属すると仮定して輝度階調変換を行って出力
するかもしくはそのままのエッジ保存平滑化画像を出力
するエッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段と、前記抽
出した各周波数の高周波成分に対して、全て影の領域に
属すると仮定して増幅する変換を行って出力し、かつ全
て日向の領域に属すると仮定して増幅する変換を行って
出力するかもしくはそのままの高周波成分を出力する高
周波成分変換手段と、前記確率算出手段で算出した各領
域に属する確率を用いて、前記エッジ保存平滑化画像輝
度階調変換手段からの2種類の出力と高周波成分変換手
段からの2種類の出力を統合して画像を作成し、それに
前記彩度・色相抽出手段から出力された原画像の色相の
情報と、前記彩度変換手段から出力された変換後の彩度
の情報を統合して画像を作成する画像合成手段とを、具
備することを特徴とする画像補正装置である。
Alternatively, in an image correction device for converting an original image of color multi-gradation to improve legibility, a saturation / hue extraction means for extracting a saturation and a hue from information of each pixel of the original image, Edge-preserving smoothed image creating means for creating an edge-preserving smoothed image by extracting edges from the original image and smoothing the original image to generate a smoothed image, and adding the edge and the smoothed image, High frequency component extraction means for extracting high frequency components of a single frequency or a plurality of frequencies of the original image, the probability that each pixel of the original image belongs to the sunlit area and the probability that the pixel belongs to the shadowed area A probability calculating unit that calculates the pixel information of the edge-preserving smoothed image, and a conversion that reduces the saturation extracted from each pixel of the original image using the calculated probability of belonging to each region. Saturation conversion means for adding, and for the edge-preserving smoothed image, it is assumed that each pixel belongs to a shadow area, and luminance and brightness conversion is performed and output, and each pixel belongs to a sunlit area. Then, an edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means for performing the luminance gradation conversion for output or outputting the edge-preserving smoothed image as it is, and for all the extracted high frequency components of each frequency, shadows A high-frequency component conversion unit that outputs by performing conversion for amplification assuming that it belongs to a region, and outputs by performing conversion that performs amplification by assuming that it all belongs to the sunlit region, or outputs the high-frequency component as it is, Using the probabilities belonging to the respective areas calculated by the probability calculating means, two kinds of outputs from the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means and two kinds of outputs from the high frequency component converting means are integrated to generate an image. Image synthesis for creating an image by combining the information of the hue of the original image output from the saturation / hue extraction means and the information of the converted saturation output from the saturation conversion means And an image correction device.

【0043】あるいは、上記の画像補正装置において、
彩度変換手段は、確率算出手段で算出した各領域に属す
る確率を用いて統合する手段として、原画像の各画素か
ら抽出した彩度に対して、対応する原画像の画素が影の
領域に属すると仮定して彩度の削減処理を行い、その結
果に該画素が影の領域に属する確率を乗じた値を算出
し、その値と、元の彩度に対して該画素が日向に属する
確率を乗じた値を加算するものであることを特徴とする
画像補正装置である。
Alternatively, in the above image correction device,
The saturation conversion means is a means for integrating using the probabilities belonging to the respective areas calculated by the probability calculation means, with respect to the saturation extracted from each pixel of the original image, a pixel of the corresponding original image is in a shadow area. Saturation reduction processing is performed assuming that the pixel belongs, and the result is multiplied by the probability that the pixel belongs to the shadow area to calculate a value, and the pixel belongs to the sun for the value and the original saturation. The image correction device is characterized in that a value obtained by multiplying a probability is added.

【0044】あるいは、上記の画像補正装置において、
画像合成手段は、確率算出手段で算出した各領域に属す
る確率を用いて、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手
段からの2種類の出力と、高周波成分変換手段からの2
種類の出力を統合して画像を作成する処理として、前記
エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段からの、エッジ
保存平滑化画像に対して各画素が影の領域に属すると仮
定して輝度階調変換を行った出力に対して各画素が影の
領域に属する確率を乗じた値を算出し、前記エッジ保存
平滑化画像輝度階調変換手段からの、エッジ保存平滑化
画像に対して各画素が日向の領域に属すると仮定して輝
度階調変換を行った出力もしくはそのままのエッジ保存
平滑化画像の出力に対して各画素が日向の領域に属する
確率を乗じた値を算出し、前記高周波成分変換手段から
の各周波数の高周波成分に対して全て影の領域に属する
と仮定して変換を行った出力に対して、対応するエッジ
保存平滑化画像の画素が影の領域に属する確率を乗じた
値を算出し、前記高周波成分変換手段からの各周波数の
高周波成分に対して全て日向の領域に属すると仮定して
変換を行った出力に対して、対応するエッジ保存平滑化
画像の画素が日向の領域に属する確率を乗じた値を算出
し、前記算出した4種類の値を加算するものであること
を特徴とする画像補正装置である。
Alternatively, in the above image correction device,
The image synthesizing means uses the probabilities belonging to the respective areas calculated by the probability calculating means, and outputs two kinds of outputs from the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means and two kinds of outputs from the high frequency component converting means.
As a process for creating an image by integrating outputs of various types, it is assumed that each pixel of the edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion unit belongs to a shadow area, assuming that each pixel belongs to a shadow area. A value is calculated by multiplying the output obtained by the tone conversion by the probability that each pixel belongs to the shadow area, and each pixel is added to the edge-preserving smoothed image from the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means. Is calculated as a value obtained by multiplying the output obtained by performing the luminance gradation conversion or the output of the edge-preserving smoothed image as it is, by multiplying the probability that each pixel belongs to the sunny area, The high-frequency components of each frequency from the component conversion means are converted by assuming that they belong to the shadow area, and the output is multiplied by the probability that the corresponding edge-preserving smoothed image pixel belongs to the shadow area. Calculated the value The probability that the pixels of the corresponding edge-preserving smoothed image belong to the sunlit area with respect to the output obtained by performing the conversion on the assumption that all the high frequency components of each frequency from the frequency component conversion means belong to the sunlit area. The image correction apparatus is characterized by calculating a multiplied value and adding the calculated four types of values.

【0045】あるいは、上記の画像補正装置において、
画像合成手段は、確率算出手段で算出した各領域に属す
る確率を用いて、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手
段からの2種類の出力と、高周波成分変換手段からの2
種類の出力を統合して画像を作成する処理として、前記
エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段からの、エッジ
保存平滑化画像に対して各画素が影の領域に属すると仮
定して輝度階調変換を行った出力と、前記高周波成分変
換手段からの、各周波数の高周波成分に対して全て影の
領域に属すると仮定して変換を行った出力を、対応する
要素毎に加算して、その値に、対応するエッジ保存平滑
化画像の画素が影の領域に属する確率を乗じた値を算出
し、前記エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段から
の、エッジ保存平滑化画像に対して各画素が日向の領域
に属すると仮定して輝度階調変換を行った出力もしくは
そのままのエッジ保存平滑化画像の出力と、前記高周波
成分変換手段からの、各周波数の高周波成分に対して全
て日向の領域に属すると仮定して変換を行った出力もし
くはそのままの出力を、対応する要素毎に加算して、そ
の値に、対応するエッジ保存平滑化画像の画素が日向の
領域に属する確率を乗じた値を算出し、前記算出された
4種類の値を加算するものであることを特徴とする画像
補正装置である。
Alternatively, in the above image correction device,
The image synthesizing means uses the probabilities belonging to the respective areas calculated by the probability calculating means, and outputs two kinds of outputs from the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means and two kinds of outputs from the high frequency component converting means.
As a process for creating an image by integrating outputs of various types, it is assumed that each pixel of the edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion unit belongs to a shadow area, assuming that each pixel belongs to a shadow area. The output that has been subjected to the key conversion and the output that has been converted assuming that all the high frequency components of each frequency from the high frequency component conversion means belong to the shadow region, and add for each corresponding element, A value is calculated by multiplying the value by the probability that the pixel of the corresponding edge-preserving smoothed image belongs to the shadow region, and the value is calculated for the edge-preserving smoothed image from the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion means. Assuming that each pixel belongs to the sunlit area, the output that has been subjected to the luminance gradation conversion or the output of the edge-preserving smoothed image as it is, and all the sunlit parts for the high frequency components of each frequency from the high frequency component conversion means. Belongs to the realm of Assuming that the converted output or the output as it is, is added for each corresponding element, and the value is multiplied by the probability that the pixel of the corresponding edge-preserving smoothed image belongs to the sunlit area. However, the image correction apparatus is characterized by adding the calculated four types of values.

【0046】あるいは、上記の画像補正装置において、
確率算出手段は、原画像の各画素が日向の領域に属する
確率を算出する処理として、エッジ保存平滑化画像にお
ける該当する画素の情報が日向の領域から発生する確率
を算出し、その値と、事前に投入された値である、エッ
ジ保存平滑化画像における平均的な日向の領域の画素数
の比率とを乗じる処理を行い、かつ、原画像の各画素が
影の領域に属する確率を算出する手段として、エッジ保
存平滑化画像における該当する画素の情報が影の領域か
ら発生する確率を算出し、その値と、事前に投入された
値である、エッジ保存平滑化画像における平均的な影の
領域の画素数の比率とを乗じる処理を行うものであるこ
とを特徴とする画像補正装置である。
Alternatively, in the above image correction device,
Probability calculation means, as a process of calculating the probability that each pixel of the original image belongs to the sunlit area, calculates the probability that the information of the corresponding pixel in the edge-preserving smoothed image will occur from the sunlit area, and its value, Multiply by the value input in advance, which is the ratio of the number of pixels in the average sunny area in the edge-preserving smoothed image, and calculate the probability that each pixel in the original image belongs to the shadow area. As a means, the probability of the information of the corresponding pixel in the edge-preserving smoothed image occurring from the shadow area is calculated, and that value and the pre-populated value of the average shadow of the edge-preserving smoothed image are calculated. The image correction device is characterized by performing a process of multiplying by a ratio of the number of pixels in the area.

【0047】あるいは、上記の画像補正装置において、
エッジ保存平滑化画像における該当する画素の情報が日
向の領域から発生する確率を算出するための情報と、前
記エッジ保存平滑化画像における該当する画素の情報が
影の領域から発生する確率を算出するための情報を事前
に学習する学習手段を備えることを特徴とする画像補正
装置である。
Alternatively, in the above image correction device,
Information for calculating the probability that the information of the corresponding pixel in the edge-preserving smoothed image occurs from the sunlit area, and the probability that the information of the corresponding pixel in the edge-preserving smoothed image occurs from the shadow area The image correction apparatus is provided with a learning unit that learns information for the above in advance.

【0048】あるいは、上記の画像補正装置において、
確率の代わりに確率密度、もしくは確率に変換を加えた
値、もしくは確率密度に変換を加えた値を使用すること
を特徴とする画像補正装置である。
Alternatively, in the above image correction device,
An image correction device characterized by using a probability density, a value obtained by converting a probability, or a value obtained by converting a probability density instead of the probability.

【0049】あるいは、上記の画像補正装置において、
確率算出手段は、確率の代わりに確率密度、もしくは確
率密度に変換を加えたを使用する場合、エッジ保存平滑
化画像における画素の情報が日向の領域から発生する確
率密度の算出処理と、エッジ保存平滑化画像における画
素の情報が影の領域から発生する確率密度の算出処理と
して、画素の情報を表す次元数を持つ1次元もしくは多
次元の正規分布の確率密度関数による確率密度の算出を
行うものであることを特徴とする画像補正装置である。
Alternatively, in the above image correction device,
When the probability calculating means uses the probability density or the transformed probability density instead of the probability, the probability density calculating process in which the pixel information in the edge-preserving smoothed image is generated from the sunlit area, and the edge preserving As a calculation process of the probability density in which the pixel information in the smoothed image is generated from the shadow area, the probability density is calculated by the one-dimensional or multidimensional normal distribution probability density function having the number of dimensions representing the pixel information. Is an image correction device.

【0050】あるいは、上記の画像補正装置において、
高周波成分抽出手段は、個別の周波数の高周波成分を抽
出する処理として、最も高い周波数の高周波成分に対し
ては、原画像と、原画像から該最も高い周波数の高周波
成分を削除した画像との差分を求めることで抽出し、そ
れ以外の周波数の高周波成分に対しては、該周波数より
も高い高周波成分を全て原画像から削除された画像と、
該画像から該周波数の高周波成分を削除した画像との差
分を求めることで抽出する処理を行うものであることを
特徴とする画像補正装置である。
Alternatively, in the above image correction device,
The high-frequency component extraction means, as a process of extracting high-frequency components of individual frequencies, for the high-frequency component of the highest frequency, the difference between the original image and the image obtained by deleting the high-frequency component of the highest frequency from the original image. By extracting, for the high frequency components of other frequencies, an image in which all high frequency components higher than the frequency have been deleted from the original image,
The image correction apparatus is characterized in that extraction processing is performed by obtaining a difference from an image in which a high frequency component of the frequency is deleted from the image.

【0051】あるいは、上記の画像補正装置において、
エッジ保存平滑化画像作成手段は、画像に対して平滑化
の周波数に相当するサイズの構造要素を用いてモフォロ
ジーのopeningとclosingを組み合わせた
処理を行う手段を用いるものであることを特徴とする画
像補正装置である。
Alternatively, in the above image correction device,
The edge-preserving smoothed image creating means uses means for performing a process of combining morphological opening and closing using a structuring element having a size corresponding to a smoothing frequency for the image. It is a correction device.

【0052】あるいは、上記の画像補正装置において、
高周波成分抽出手段は、個別の周波数の高周波成分を抽
出する処理における、画像から個別の周波数の高周波成
分を削除する手段として、該画像に対して該周波数に相
当するサイズの構造要素を用いてモフォロジーのope
ningとclosingを組み合わせた処理を行う手
段を用いるものであることを特徴とする画像補正装置で
ある。
Alternatively, in the above image correction device,
The high-frequency component extraction means is a means for deleting high-frequency components of individual frequencies from an image in a process of extracting high-frequency components of individual frequencies, using a morphology for the image by using a structural element having a size corresponding to the frequency. Ope
The image correction apparatus is characterized by using a means for performing a process in which the "ning" and the "closing" are combined.

【0053】あるいは、上記の画像補正装置において、
エッジ保存平滑化画像作成手段は、該画像から各周波数
の高周波成分を削除した画像を作成するだけではなく、
原画像に対してエッジを保存しない平滑化を行ってエッ
ジ非保存平滑化画像を作成し、エッジ保存平滑化画像と
エッジ非保存平滑化画像の対応する各画素について照合
して後者の輝度を前者の輝度に合致するように後者の輝
度を変換して新たなエッジ保存平滑化画像として出力す
る手段を用いるものであることを特徴とする画像補正装
置である。
Alternatively, in the above image correction device,
The edge-preserving smoothed image creating means not only creates an image in which high-frequency components of each frequency are deleted from the image,
An edge-preserving smoothed image is created by performing edge-preserving smoothing on the original image, and the pixels of the corresponding edges of the edge-preserving smoothing image and the edge-preserving smoothing image are compared to determine the luminance of the latter. The image correction apparatus is characterized by using a means for converting the latter luminance so as to match the luminance of and outputting it as a new edge-preserving smoothed image.

【0054】あるいは、上記の画像補正方法における段
階をコンピュータに実行させるためのプログラムを、前
記コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録したこ
とを特徴とする画像補正方法を記録した記録媒体であ
る。
Alternatively, it is a recording medium on which the image correcting method is recorded, in which the program for causing the computer to execute the steps in the image correcting method is recorded on the computer-readable recording medium.

【0055】あるいは、上記の画像補正装置を組み込ん
だことを特徴とする画像撮影装置である。
Alternatively, there is provided an image taking device characterized by incorporating the above-mentioned image correcting device.

【0056】あるいは、上記の画像補正装置を組み込ん
だことを特徴とする画像表示装置である。
Alternatively, an image display device is characterized by incorporating the above image correction device.

【0057】本発明では、一枚の画像において輝度によ
って影の領域と日向の領域に分けて処理を施すことによ
り、異なった日時の同一場所での同一被写体の複数の撮
影画像の統合処理を必要とすることなく、一枚の画像だ
けで影の領域の補正が可能となり、また、日向の領域に
は画像の品質にあまり悪影響を及ぼさないことが可能と
なる。また、カラーの画像を扱う際に影の領域の彩度を
削減する処理を施すことにより、影の領域を補正した時
に鮮やかな青色になることを防ぐことが可能となる。
According to the present invention, a single image is divided into a shadow area and a sunlit area depending on the brightness, so that it is necessary to integrate a plurality of photographed images of the same subject at the same place at different dates and times. It is possible to correct the shadow area with only one image, without affecting the quality of the image in the sunlit area. In addition, by performing a process of reducing the saturation of the shadow area when handling a color image, it is possible to prevent a bright blue color when the shadow area is corrected.

【0058】[0058]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態例を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0059】図1は、本発明の第1の実施形態例に係わ
る処理ブロック図である。図1において、1は濃淡画像
作成手段、2は、濃度補正手段、3はエッジ保存平滑化
画像作成手段、4は高周波成分抽出手段、5はエッジ保
存平滑化画像輝度階調変換手段、6は高周波成分変換手
段、7は画像合成手段、8は色補正手段である。
FIG. 1 is a processing block diagram according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a grayscale image creating unit, 2 is a density correcting unit, 3 is an edge-preserving smoothed image producing unit, 4 is a high frequency component extracting unit, 5 is an edge-preserving smoothed image luminance gradation converting unit, and 6 is High frequency component converting means, 7 is an image synthesizing means, and 8 is a color correcting means.

【0060】以下、図1のブロック構成による実施形態
例の詳細な動作について説明する。
The detailed operation of the embodiment having the block configuration shown in FIG. 1 will be described below.

【0061】本実施形態例における原画像は、カラーの
多階調画像とし、個々の画素の表色情報はRGB値で表
されるものとする。また、高周波成分の周波数は、説明
の簡単化のために1つとする。
The original image in this embodiment is a color multi-gradation image, and the color specification information of each pixel is represented by RGB values. Further, the frequency of the high frequency component is one for the sake of simplification of description.

【0062】まず最初に、濃淡画像作成手段1におい
て、原画像の各画素のRGB値を、輝度、彩度、色相の
3値に変換する。RGB値と輝度・彩度・色相の相互の
変換の具体的な方法としては、例えばHSI6角錐カラ
ーモデルによる変換方法がある(「画像解析ハンドブッ
ク(監修 青木幹雄、下田陽久:東京大学出版会)の4
86〜489頁を参照)。そして各画素の輝度値を集め
て画像を作成し(これを濃淡画像と呼ぶ)、濃度補正手
段2に送る。
First, the grayscale image creating means 1 converts the RGB values of each pixel of the original image into three values of luminance, saturation and hue. As a concrete method for mutual conversion of RGB values and luminance / saturation / hue, for example, there is a conversion method using the HSI 6 pyramid color model (see “Image Analysis Handbook (edited by Mikio Aoki, Yoshihisa Shimoda: The University of Tokyo Press)). Four
See pages 86-489). Then, the brightness values of each pixel are collected to create an image (this is called a grayscale image), and the image is sent to the density correction means 2.

【0063】濃度補正手段2では、濃淡画像に対して、
入射光の強度と画像の輝度が比例関係となるようにガン
マ補正を行い、結果の画像を高周波成分抽出手段4に送
る(ガンマ補正の具体的な方法は、「画像処理工学基礎
編(谷口慶治著:共立出版株式会社)」の39〜40頁
を参照)。
In the density correction means 2, for the grayscale image,
Gamma correction is performed so that the intensity of the incident light and the brightness of the image have a proportional relationship, and the resulting image is sent to the high-frequency component extraction means 4 (For a specific method of gamma correction, see “Basics of Image Processing Engineering (Keiji Taniguchi). Author: Kyoritsu Shuppan Co., Ltd.) ", pp. 39-40).

【0064】エッジ保存平滑化画像作成手段3では、モ
フォロジーのclosingと、openingを用い
た画像の平滑化を行う。以降の説明では、説明の簡単化
のために、画像を一次元的な説明図で表す。濃淡画像の
例を図2(a)に示し、これを関数I(x)で表す。
The edge-preserving smoothed image creating means 3 smoothes the image using morphological crossing and opening. In the following description, an image is represented by a one-dimensional explanatory diagram for simplification of description. An example of a grayscale image is shown in FIG. 2A, which is represented by a function I (x).

【0065】ここでclosingとopeningに
ついて簡単に説明する。両者は共にdilationと
erosionの組み合わせであり、closingは
dilationを行った後でerosionを行い、
openingはerosionを行った後でdila
tionを行う。用いる構造要素としては様々なものが
考えられるが、本実施形態例では説明の簡単のために、
図3の太線に示す、定義域内で0の関数を用いる。この
場合、dilationは構造要素の定義域を連続的に
移動させた時にその定義域の中でI(x)の最大値を求
めていく処理となり、erosionは構造要素の定義
域を連続的に移動させた時にその定義域の中でI(x)
の最小値を求めていく処理となる(「モルフォロジー
(小畑秀文著:コロナ社)の75〜77頁を参照)。こ
の構造要素の定義域のサイズを調整することで、平滑化
の周波数を設定できる。すなわち、定義域を大きくすれ
ば周波数が下がり、定義域を小さくすれば周波数が上が
る。
Here, the closing and opening will be briefly described. Both of them are combinations of dilution and erosion, and closing is done after erosion.
opening is dila after performing erosion
to execute the action. There are various possible structural elements to be used, but in the present embodiment example, for simplicity of explanation,
A function of 0 within the domain, which is indicated by the bold line in FIG. 3, is used. In this case, the dilation is a process of obtaining the maximum value of I (x) within the domain when the domain of the structural element is continuously moved, and the erosion continuously moves the domain of the structural element. I (x) in the domain when
(See pages 75 to 77 of "Morphology (Hidefumi Obata: Corona Publishing Co., Ltd.)"). The smoothing frequency is set by adjusting the size of the domain of this structural element. That is, if the domain is increased, the frequency is lowered, and if the domain is reduced, the frequency is increased.

【0066】図2(a)のデータに図3の構造要素を用
いてdilationを行った結果を図2(b)に、そ
の結果に対してerosionを行った結果を図2
(c)に示す。すなわち、図2(a)のデータにclo
singを行った結果が図2(c)である。これによ
り、幅の狭い凹部が消される。
FIG. 2B shows a result of carrying out the dilution on the data of FIG. 2A using the structural element of FIG. 3, and FIG. 2 shows a result of performing the erosion on the result.
It shows in (c). That is, the data in FIG.
The result of performing the singing is shown in FIG. This erases the narrow recess.

【0067】次に、図2(c)のデータに図3の構造要
素を用いてerosionを行った結果を図2(d)
に、その結果に対してdilationを行った結果を
図2(e)に示す。すなわち、図2(c)のデータにo
peningを行った結果が図2(e)である。これに
より、幅の狭い凸部が消され、エッジ保存平滑化画像が
得られる。
Next, the result of performing erosion on the data of FIG. 2 (c) using the structural element of FIG. 3 is shown in FIG. 2 (d).
FIG. 2 (e) shows the result of performing the dilation on the result. That is, the data in FIG.
The result of the pening is shown in FIG. As a result, the narrow convex portion is erased, and an edge-preserving smoothed image is obtained.

【0068】次に、高周波成分抽出手段4の動作の説明
に移る。ここでもエッジ保存平滑化画像作成手段3と同
様に、closingとopeningを組み合わせた
処理を行う。本発明では、抽出対象とする周波数の成分
は単数もしくは複数であるが、本実施形態例では説明の
簡単化のために1つの周波数とし、使用する構造要素と
して、エッジ保存平滑化画像作成手段3の上記の説明で
使用したものと同一の、図3の太線に示す、定義域内で
0の関数を用いる。
Next, the operation of the high frequency component extracting means 4 will be described. In this case as well, similar to the edge-preserving smoothed image creating means 3, processing that combines closing and opening is performed. In the present invention, the frequency component to be extracted is single or plural, but in the present embodiment example, one frequency is used for simplification of the description, and the edge-preserving smoothed image creating means 3 is used as the structuring element to be used. The same zero function in the domain is used as shown in the thick line in FIG.

【0069】高周波成分抽出手段4では、まず、濃度補
正手段2から出力された画像(図2(a))に対してc
losingを行ってからopeningを行い、エッ
ジを保存しつつ平滑化された画像を作成するが、本実施
形態例で用いる構造要素がエッジ保存平滑化画像作成手
段3の説明で用いた関数と同一であるので、処理の経過
も、エッジを保存しつつ平滑化された画像も、エッジ保
存平滑化画像作成手段3の場合と同一となる。従って、
処理の経過は図2(a)〜(e)で示され、結果は図2
(e)である。次に、濃度補正手段2から出力された画
像の個々の画素の輝度値から、エッジ保存平滑化画像作
成手段3から出力された画像における対応する画素の輝
度値を引いた値を2次元の配列(輝度差分値配列)に格
納する。すなわち、図2(a)の画像と、図2(e)の
画像との差分が図2(f)となり、これが高周波成分で
ある。
In the high frequency component extraction means 4, first, the image output from the density correction means 2 (FIG. 2A) is c
Losing is performed and then opening is performed to create an image that is smoothed while preserving edges. However, the structuring element used in this embodiment is the same as the function used in the description of the edge-preserving smoothed image creating means 3. Therefore, the progress of the processing and the image smoothed while preserving the edges are the same as in the case of the edge-preserving smoothed image creating means 3. Therefore,
The progress of the process is shown in FIGS. 2 (a) to 2 (e), and the results are shown in FIG.
(E). Next, a value obtained by subtracting the brightness value of the corresponding pixel in the image output from the edge-preserving smoothed image creating unit 3 from the brightness value of each pixel of the image output from the density correcting unit 2 is a two-dimensional array. (Luminance difference value array). That is, the difference between the image of FIG. 2 (a) and the image of FIG. 2 (e) is shown in FIG. 2 (f), which is the high frequency component.

【0070】以上述べたように、高周波成分抽出手段4
で抽出する高周波成分が1種類で、かつ使用する構造要
素がエッジ保存平滑化画像作成手段3で使用するものと
同一の場合には、画像の平滑化までの処理を、両者の中
で片方だけで行なわせ、その結果をもう片方に流用させ
ることができる。
As described above, the high frequency component extracting means 4
If one type of high-frequency component is extracted and the structuring element used is the same as that used in the edge-preserving smoothed image creating means 3, only one of the two processes is performed until the image is smoothed. The result can be diverted to the other.

【0071】次に、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換
手段5の動作に移る。ここでは、エッジ保存平滑化画像
の個々の画素の輝度を、輝度の変換関数を用いて変換す
る。この輝度の変換関数には様々なものが考えられる
が、本実施形態例では図4に示した関数を用いる。これ
は、輝度の定義域を暗い区間と明るい区間にしきい値I
sで分け、それぞれの区間の中で別々の処理を行うもの
である。この暗い区間が画像における影の領域に該当
し、明るい区間が画像における日向の区間に該当する。
Next, edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion
The operation of the means 5 will be described. Here, an edge-preserving smoothed image
The brightness of each individual pixel of the
It There are various possible brightness conversion functions.
However, in the present embodiment example, the function shown in FIG. 4 is used. this
Is the threshold value I for the dark domain and the bright domain in the brightness domain.
sDivided by, and performs different processing in each section
Is. This dark section corresponds to the shadow area in the image
However, the bright section corresponds to the sunlit section in the image.

【0072】まず暗い区間について説明する。Isより
小さい区間を区間0と命名し、この中における輝度Iに
対する変換をf(I)と表記する。本実施形態例では、
f(I)=aIを用いる。ここでaは1より大きい定数
であり、この変換により区間0におけるダイナミックレ
ンジを拡大する。これにより、変換後の輝度I’は、
I’=aIとなる。f(I)としては、aIの他にも他
の関数、例えば対数関数や原点を通らない直線f(I)
=aI+b(a,bは定数)等を用いることもできる。
First, the dark section will be described. The section smaller than I s is named section 0, and the conversion for the luminance I in this section is expressed as f (I). In this embodiment example,
Use f (I) = aI. Here, a is a constant larger than 1, and this conversion expands the dynamic range in the interval 0. As a result, the converted luminance I ′ is
I '= aI. As f (I), in addition to aI, other functions such as a logarithmic function or a straight line f (I) that does not pass through the origin
= AI + b (a and b are constants) or the like can also be used.

【0073】次に明るい区間について説明する。この中
における輝度Iに対する変換をg(I)と表記する。こ
の区間は画像における日向の領域に相当するため、全区
間において輝度を変えないことが望ましく、すなわちg
(I)=Iが望ましいが、これを全区間において用いる
と、画像における影の領域と日向の領域の間で輝度の不
連続が生じる問題が発生する。そこで、g(I)として
はI=aIsの点においてf(I)と連続し、Iが増加
するにつれて単調増加して関数g(I)=Iに近づく関
数を用いる。このような関数には様々なものが考えられ
るが、本実施形態例では、I軸に対して平行な直線I’
=aIsと原点を通り傾き1の直線I’=Iの交点のI
値であるImとした時,Imを境界として暗い区間を、暗
い側の区間(区間1)と明るい側の区間(区間2)に分
け、区間1では輝度Iに対して変換後の輝度I’を、
I’=aIsとし、区間2では輝度I対して変換後の輝
度I’を、I’=Iとして輝度は変えない構成とする。
すなわち、g(I)は式(1)で表される。
Next, the bright section will be described. The conversion for the luminance I in this is expressed as g (I). Since this section corresponds to the sunlit area in the image, it is desirable not to change the luminance in all sections, that is, g
(I) = I is desirable, but if this is used in all sections, there arises a problem that a discontinuity in luminance occurs between the shadow area and the sunlit area in the image. Therefore, as g (I), a function that is continuous with f (I) at the point of I = aI s and monotonically increases as I increases to approach the function g (I) = I is used. There are various possible such functions, but in the present embodiment, a straight line I ′ parallel to the I axis is used.
= AI s and a straight line I '= I passing through the origin and having a slope of 1
When the value is I m , the dark section is divided into a dark side section (section 1) and a bright side section (section 2) with I m as a boundary. I '
I ′ = aI s is set, and in the section 2, the luminance I ′ after conversion is set to the luminance I, and I ′ = I is set so that the luminance is not changed.
That is, g (I) is represented by formula (1).

【0074】 区間1については、望ましいg(I)=Iの変換からの
ずれが生じ、それが日向の領域の画質劣化となる。明る
い区間の変換方法は、上記の方法以外にも、直線I’=
aIs、と原点を通り傾き1の直線I’=Iの交点を通
る他の関数を用いることもできる。
[0074] In the section 1, a deviation from the desired conversion of g (I) = I occurs, which causes image quality deterioration in the sunlit area. In addition to the above method, the straight line I '=
It is also possible to use aI s and another function that passes through the origin and the intersection of a straight line I ′ = I having a slope of 1.

【0075】Isは以下のように求める。この値は、画
像における影の領域と日向の領域の輝度値の境界である
ので、まず図5(a)に例を示すエッジ保存平滑化画像
の輝度のヒストグラムを作成し、次に輝度が低い方の山
(影領域の輝度の分布)と高い方の山(日向領域の輝度
の分布)との間の谷を探し、これをIsとする(図5
(b))。この、ヒストグラムから谷を見つける方法と
しては、例えば、判別分析を用いたしきい値決定方法が
ある(大津:“判別および最小2乗規準に基づく自動し
きい値選定法”、電子通信学会論文誌Vol.J63−
D,No.4,pp349−356(1980.
4))。
I s is obtained as follows. Since this value is the boundary between the brightness values of the shadow area and the sunlit area in the image, a brightness histogram of the edge-preserving smoothed image shown in FIG. A valley between the higher mountain (luminance distribution in the shadow area) and the higher mountain (luminance distribution in the sunlit area) is searched for, and is defined as I s (FIG. 5).
(B)). As a method for finding a valley from this histogram, for example, there is a threshold value determination method using discriminant analysis (Otsu: “Automatic threshold value selection method based on discriminant and least squares criterion”, IEICE Transactions Vol. J63-
D, No. 4, pp 349-356 (1980.
4)).

【0076】ここで、f(I)とg(I)のパラメータ
の設定方法を説明する。影の領域におけるダイナミック
レンジの拡大の度合いと日向における画質の低下は、こ
れらの関数のパラメータによって変化する。パラメータ
を適切な値に設定するために、本実施形態例では、f
(I)とg(I)によるエッジ保存平滑化画像における
輝度の変換による影領域の画質向上と日向領域の画質劣
化の効果を、各々の領域におけるIの変化量の合計によ
って表し、画像全体の画質向上の効果を両者の重み付き
の和で表した式(2)の評価尺度Fにより評価し、Fが
最大となるパラメータを求める方法を用いる。
Here, a method of setting parameters of f (I) and g (I) will be described. The degree of expansion of the dynamic range in the shadow region and the deterioration of the image quality in the sun change depending on the parameters of these functions. In order to set the parameter to an appropriate value, in the present embodiment example, f
The effect of image quality improvement in the shadow area and image quality deterioration in the sunlit area due to the luminance conversion in the edge-preserving smoothed image by (I) and g (I) is represented by the total I change amount in each area, and A method is used in which the effect of image quality improvement is evaluated by the evaluation scale F of the equation (2) expressed by the weighted sum of the two, and the parameter that maximizes F is obtained.

【0077】 F=αΣs0{f(I)−I}・h(I)−Σsa{g(I)−I}・h(I) …(2) ただし、s0は区間0を、saは区間0以外の区間を表
す。
F = αΣ s0 {f (I) −I} · h (I) −Σ sa {g (I) −I} · h (I) (2) where s0 is the interval 0 and sa is It represents a section other than the section 0.

【0078】式(2)において、h(I)はエッジ保存
平滑化画像の中の輝度がIに等しい画素の個数、係数α
は影領域の画質向上を重視する度合いを表す重みであ
り、利用者により設定される。さて、既に述べたよう
に、本実施形態例では、区間0ではf(I)=aI、区
間0以外の区間では式(1)のg(I)を用いるので、
両者のパラメータはaだけであり、Fは式(3)で表さ
れるようにaだけの関数となる。
In equation (2), h (I) is the number of pixels whose luminance is equal to I in the edge-preserving smoothed image, and the coefficient α.
Is a weight that indicates the degree to which the improvement of the image quality of the shadow area is emphasized, and is set by the user. As described above, in the present embodiment, f (I) = aI is used in the section 0, and g (I) of the equation (1) is used in the sections other than the section 0.
The parameters of both are only a, and F is a function of only a as represented by the equation (3).

【0079】 F(a)=αΣs0{aI−I}・h(I)−Σs1{aIs−I}・h(I) …(3) ただし、s0は区間0を、s1は区間1を表す。F (a) = αΣ s0 {aI−I} · h (I) −Σ s1 {aI s −I} · h (I) (3) where s0 is the interval 0 and s1 is the interval 1 Represents

【0080】以上の輝度の変換処理を、図6の(a)と
(b)により説明する。図6(a)はエッジ保存平滑化
画像作成手段3で作成されたエッジ保存平滑化画像の例
である。この画像に対して、しきい値IsとImを用い
て、各画素の輝度がどの区間にあるかを調べると、図6
(a)における区間0で示した箇所の画素が全て区間
0、区間2で示した画素が全て区間2に属することがわ
かったとする。
The above brightness conversion processing will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). FIG. 6A shows an example of the edge-preserving smoothed image created by the edge-preserving smoothed image creating means 3. For this image, using thresholds I s and I m to check in which section the luminance of each pixel is located, FIG.
It is assumed that it is found that all the pixels in the section indicated by section 0 in (a) belong to section 0, and all the pixels in section 2 belong to section 2.

【0081】この場合、区間2に属する画素に対しては
輝度の変更はなく、区間0に属する画素に対してはa倍
される。例としてa=2と算出されたとした時のこの輝
度の変換の様子を図6(b)に示す。このように、画像
中の影の領域における輝度が平均的に上がって明るくな
り、かつダイナミックレンジが広がるためコントラスト
が増す。この2つは、共に見やすくなる要因である。そ
れに対し、画像中の日向の領域は影響を受けずに済む。
In this case, the luminance of the pixels belonging to the section 2 is not changed, and the pixels of the section 0 are multiplied by a. As an example, FIG. 6B shows how the luminance is converted when a = 2 is calculated. In this way, the brightness in the shadow area in the image is increased on average and becomes brighter, and the dynamic range is expanded, so that the contrast is increased. Both of these are factors that make it easier to see. On the other hand, the sunlit area in the image is not affected.

【0082】次に、高周波成分変換手段6の動作に移
る。ここでは、輝度差分値配列の個々の要素の値iに対
して、絶対値を増幅して新しい輝度値i’を得る変換処
理を行う。この変換関数には様々なものがあるが、本実
施形態例では下式の変換を用いる。
Next, the operation of the high frequency component converting means 6 will be described. Here, a conversion process for amplifying the absolute value and obtaining a new brightness value i ′ is performed on the value i of each element of the brightness difference value array. Although there are various conversion functions, the conversion of the following formula is used in this embodiment.

【0083】 式(4)において、βは暗い領域内でのコントラストを
高めるために乗じる重みである。また、Iは輝度差分値
配列の個々の要素に対応するエッジ保存平滑化画像の輝
度である。また、エッジ保存平滑化画像における区間1
においては画質が劣化しており、それを補うために、 とすることもできる。式(5)において、γはエッジ保
存平滑化画像の区間1における画質劣化を補うためにコ
ントラストを高めるための重みである。
[0083] In Expression (4), β is a weight to be multiplied in order to enhance the contrast in a dark area. I is the brightness of the edge-preserving smoothed image corresponding to each element of the brightness difference value array. In addition, section 1 in the edge-preserving smoothed image
In, the image quality has deteriorated, and to compensate for it, Can also be In Expression (5), γ is a weight for increasing the contrast in order to compensate the image quality deterioration in the section 1 of the edge-preserving smoothed image.

【0084】図2(f)の輝度差分値配列に対して、式
(4)を用いて処理を加える様子の例を図6の(a)と
(c)に示す。この例では、a=2、β=1を用いてい
る。このようにして、図6(c)の増幅結果が得られ、
日向の領域では振幅は変わらずに、影の領域では振幅は
増幅され、影の領域でのコントラストが増す。
FIGS. 6A and 6C show examples of how the processing is performed by using the equation (4) on the luminance difference value array of FIG. 2F. In this example, a = 2 and β = 1 are used. In this way, the amplification result of FIG. 6 (c) is obtained,
The amplitude does not change in the sunlit area, but the amplitude is amplified in the shadow area, and the contrast in the shadow area increases.

【0085】次に、画像合成手段7において、エッジ保
存平滑化画像輝度階調変換手段5で作成された画像(例
を図7(a)に示す)と高周波成分変換手段6で作成さ
れた輝度差分値配列(例を図7(b)に示す)の個別の
要素の値が加算される。加算結果の例を図7(c)に示
す。この場合には、結果として、画像中の日向の領域は
影響を受けず(すなわち画質の低下が生じず)、影の領
域は明るさとコントラストが向上した画像が得られる。
Next, in the image synthesizing means 7, the image created by the edge-preserving smoothed image brightness / gradation converting means 5 (an example is shown in FIG. 7A) and the brightness created by the high frequency component converting means 6. The values of the individual elements of the difference value array (an example is shown in FIG. 7B) are added. An example of the addition result is shown in FIG. In this case, as a result, an image in which the sunlit areas in the image are not affected (that is, the image quality is not deteriorated) and the shadow areas have improved brightness and contrast can be obtained.

【0086】次に、色補正手段8の動作に移る。ここに
は、濃淡画像作成手段1から原画像の各画素についての
彩度と色相の情報が送られ、またエッジ保存平滑化画像
輝度階調変換手段5から各画素が区間0に属するか否か
という情報が送られ、また画像合成手段7からは輝度が
補正された濃淡画像が送られてくる。色補正手段8は、
輝度が補正された濃淡画像の個々の画素について、エッ
ジ保存平滑化画像輝度階調変換手段5から送られてきた
対応する座標の画素が区間0に属するか否かを調べ、区
間0に属する場合には、彩度を削減し、その削減された
彩度と、色相、及び輝度が補正された濃淡画像の着目し
ている画素の輝度を組み合わせてRGB値に変換する。
これにより、暗い領域については原画像よりも彩度が低
い最終的な補正画像が得られる。彩度の削減は、例えば
1より小さい一定数をかけることで実行できる。これに
より、影の領域を補正した結果は鮮やかさが減り、より
灰色に近い青色となることで見た目の違和感が減少す
る。
Next, the operation of the color correction means 8 will be described. Here, the saturation and hue information about each pixel of the original image is sent from the grayscale image creating unit 1, and whether each pixel belongs to the section 0 from the edge-preserving smoothed image brightness gradation converting unit 5. Information is sent, and a grayscale image whose brightness is corrected is sent from the image synthesizing means 7. The color correction means 8
For each pixel of the brightness-corrected grayscale image, it is checked whether or not the pixel of the corresponding coordinate sent from the edge-preserving smoothed image brightness / gradation converting means 5 belongs to the section 0, and if it belongs to the section 0. In order to reduce the saturation, the reduced saturation is combined with the luminance of the pixel of interest in the grayscale image whose hue and luminance have been corrected, and the RGB value is converted.
As a result, a final corrected image whose saturation is lower than that of the original image is obtained in the dark area. The saturation reduction can be performed by multiplying by a constant number smaller than 1, for example. As a result, the result of correcting the shadow area becomes less vivid, and the color becomes blue, which is closer to gray.

【0087】以下、図面を用いて本発明の第2の実施形
態例を説明する。
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0088】図8は、本実施形態例に係わる処理ブロッ
ク図である。図8において、11は色情報変換手段、1
2は濃度補正手段、13はエッジ保存平滑化画像作成手
段、14は高周波成分抽出手段、15はエッジ保存平滑
化画像輝度階調変換手段、16は高周波成分変換手段、
17は画像合成手段、18は事前学習手段、19は確率
算出手段、20は彩度変換手段である。
FIG. 8 is a processing block diagram according to the present embodiment. In FIG. 8, 11 is a color information conversion means, 1
Reference numeral 2 is a density correction unit, 13 is an edge-preserving smoothed image creating unit, 14 is a high-frequency component extracting unit, 15 is an edge-preserving smoothed image luminance gradation converting unit, 16 is a high-frequency component converting unit,
Reference numeral 17 is an image synthesizing means, 18 is a prior learning means, 19 is a probability calculating means, and 20 is a saturation converting means.

【0089】以下、図8のブロックの詳細な動作につい
て説明する。本実施形態例における原画像は、カラーの
多階調画像とし、個々の画素の表色情報はRGB値で表
されるものとする。また、高周波成分の周波数は、説明
の簡単化のために1つとする。
The detailed operation of the block shown in FIG. 8 will be described below. The original image in this embodiment is a color multi-gradation image, and the color specification information of each pixel is represented by RGB values. Further, the frequency of the high frequency component is one for the sake of simplification of description.

【0090】この実施形態例の動作は、事前学習のモー
ドと画像補正のモードの2つがある。まず事前学習のモ
ードについて説明する。
The operation of this embodiment has two modes, a pre-learning mode and an image correction mode. First, the pre-learning mode will be described.

【0091】まず最初に、事前学習用の画像を色情報変
換手段11に入力する。色情報変換手段11は、濃淡画
像作成手段1における処理と同様に、原画像の各画素の
RGB値を、輝度、彩度、色相の3値に変換する。そし
て、その結果を濃度補正手段12でガンマ補正を行う
(これは濃度補正手段2の動作と同じ)。ガンマ補正の
具体的な方法は、「画像処理工学基礎編(共立出版株式
会社、谷口慶治著)」pp65〜67に記載されてい
る。そして、エッジ保存平滑化画像作成手段13でモフ
ォロジーのclosingとopeningを用いた画
像の平滑化を行う(これはエッジ保存平滑化画像作成手
段3の動作と同じ)。そしてエッジ保存平滑化画像を事
前学習手段18に送る。
First, an image for pre-learning is input to the color information conversion means 11. The color information conversion unit 11 converts the RGB value of each pixel of the original image into three values of luminance, saturation, and hue, as in the process in the grayscale image creation unit 1. Then, the result is subjected to gamma correction by the density correction means 12 (this is the same as the operation of the density correction means 2). A specific method of gamma correction is described in "Basics of Image Processing Engineering (Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., Keiji Taniguchi)" pp65-67. Then, the edge-preserving smoothed image creating means 13 smoothes the image using the morphological closing and opening (this is the same as the operation of the edge-preserving smoothed image creating means 3). Then, the edge-preserving smoothed image is sent to the pre-learning means 18.

【0092】事前学習手段18は、画像を表示する表示
手段と、表示手段に表示された画像の領域を操作者が指
定する電子ペンやマウス、キーボード等の領域指定手段
を有するものとする。事前学習手段18は、まず受け取
ったエッジ保存平滑化画像をディスプレイ等の表示手段
に表示する。それに対して、操作者が日向の領域と影の
領域を指定する。そして、事前学習手段18は、操作者
から指定された日向の領域と影の領域の各々について、
画素の色情報の発生確率もしくは発生確率密度を算出す
るための情報を求める。本実施形態例では、画素の色情
報の発生確率密度を採用する。そしてこの場合の色情報
をRGB値の3次元の値で表し、その発生確率密度の算
出を3次元の正規分布関数で算出するものとする。そし
て、事前学習手段18では、日向の領域と影の領域の各
々について、画素のRGB値の集合から、3次元の正規
分布関数の計算に必要なパラメータである、3変数
(R,G,B)の各々の平均値、3変数(R,G,B)
の各々の標準偏差、3変数(R,G,B)の全ての2変
数の組み合わせ間の相関係数、を算出し、確率算出手段
19に送る。また、操作者は影の領域と日向の領域の画
素の比率を、画面に表示された画像の目視による計測等
の手段で調べ、その値を事前学習手段18に入力し、事
前学習手段18はそれを確率算出手段19に送る。事前
学習のモードの動作はここまでである。
The pre-learning means 18 has a display means for displaying an image, and an area designating means such as an electronic pen, a mouse or a keyboard for the operator to designate the area of the image displayed on the display means. The prior learning unit 18 first displays the received edge-preserving smoothed image on a display unit such as a display. On the other hand, the operator specifies the sunlit area and the shadow area. Then, the pre-learning means 18 determines, for each of the sunlit area and the shadow area designated by the operator,
Information for calculating the occurrence probability or occurrence probability density of pixel color information is obtained. In the present exemplary embodiment, the occurrence probability density of pixel color information is adopted. Then, the color information in this case is represented by a three-dimensional value of RGB values, and the occurrence probability density thereof is calculated by a three-dimensional normal distribution function. Then, in the pre-learning means 18, three variables (R, G, B) which are parameters necessary for calculation of a three-dimensional normal distribution function are calculated from a set of pixel RGB values for each of the sunlit area and the shadow area. ) Each mean value, 3 variables (R, G, B)
Then, the standard deviation of each of the three variables and the correlation coefficient between the combinations of all two variables of three variables (R, G, B) are calculated and sent to the probability calculating means 19. Further, the operator checks the ratio of pixels in the shadow area and the sunlit area by means such as visual measurement of an image displayed on the screen, inputs the value to the pre-learning means 18, and the pre-learning means 18 It is sent to the probability calculation means 19. This is the end of the operation in the pre-learning mode.

【0093】次に、画像補正のモードの動作の説明をす
る。
Next, the operation of the image correction mode will be described.

【0094】まず最初に、補正対象の画像を色情報変換
手段11に入力する。色情報変換手段11は、事前学習
のモードにおける処理と同様に、原画像の各画素のRG
B値を、輝度、彩度、色相の3値に変換する。そして、
その結果を彩度変換手段20と画像合成手段17と濃度
補正手段12に送る。彩度変換手段20と画像合成手段
17における処理内容は後述する。濃度補正手段12で
はガンマ補正を行う(これは濃度補正手段2の動作と同
じ)。その結果を濃度補正手段12はエッジ保存平滑化
画像作成手段13と高周波成分抽出手段14に送る。
First, the image to be corrected is input to the color information conversion means 11. The color information conversion means 11 uses the RG of each pixel of the original image, similar to the processing in the pre-learning mode.
The B value is converted into three values of brightness, saturation and hue. And
The result is sent to the saturation converting means 20, the image synthesizing means 17, and the density correcting means 12. The processing contents of the saturation converting means 20 and the image synthesizing means 17 will be described later. The density correction means 12 performs gamma correction (this is the same as the operation of the density correction means 2). The density correction means 12 sends the result to the edge-preserving smoothed image creating means 13 and the high frequency component extracting means 14.

【0095】次に、エッジ保存平滑化画像作成手段13
が動作する。処理内容はエッジ保存平滑化画像作成手段
3と同じである。そしてその結果であるエッジ保存平滑
化画像を、確率算出手段19とエッジ保存平滑化画像輝
度階調変換手段15に送る。なお、エッジ保存平滑化画
像作成手段13は、原画像から各周波数の高周波成分を
削除した画像を作成するだけではなく、原画像に対して
エッジを保存しない平滑化を行ってエッジ非保存平滑化
画像を作成し、エッジ保存平滑化画像とエッジ非保存平
滑化画像の対応する各画素について照合して後者の輝度
を前者の輝度に合致するように後者の輝度を変換し、こ
れを新たなエッジ保存平滑化画像として出力するものを
用いることができる。この新たなエッジ保存平滑化画像
は、元のエッジ保存平滑化画像の輝度の情報と、エッジ
非保存平滑化画像の彩度、色相の情報とを有している。
エッジ非保存平滑化画像は、画像のR,G,Bについて
局所平均フィルター(「画像解析ハンドブック(監修
青木幹雄、下田陽久:東京大学出版会)の595頁を参
照)を適用することにより、生成することができる。
Next, the edge-preserving smoothed image creating means 13
Works. The processing content is the same as that of the edge-preserving smoothed image creating means 3. Then, the resulting edge-preserving smoothed image is sent to the probability calculating means 19 and the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means 15. The edge-preserving smoothed image creating unit 13 not only creates an image in which high-frequency components of respective frequencies are deleted from the original image, but also performs edge-unsave smoothing on the original image to perform edge-unsave smoothing. Create an image, compare the corresponding pixels of the edge-preserving smoothed image and the edge-non-preserving smoothed image, and convert the latter luminance so that the latter luminance matches the former luminance. What is output as a stored smoothed image can be used. This new edge-preserving smoothed image has information on the luminance of the original edge-preserving smoothed image and information on the saturation and hue of the edge-non-preserving smoothed image.
The edge-preserving smoothed image is a local average filter (“Image analysis handbook (edited by
Aoki Mikio, Shimoda Y .: Tokyo University Press), page 595).

【0096】次に、確率算出手段19が動作する。確率
算出手段19は、事前学習モードで事前学習手段18か
ら送られてきた、3変数(R,G,B)の各々の平均
値、3変数(R,G,B)の各々の標準偏差、3変数
(R,G,B)の全ての2変数の組み合わせ間の相関係
数、影の領域と日向の領域の画素の比率を用いて、エッ
ジ保存平滑化画像の各画素のRGB値について、それら
が日向の領域に属する確率密度と影の領域に属する確率
密度を以下のように算出する。
Next, the probability calculating means 19 operates. The probability calculation means 19 is the average value of each of the three variables (R, G, B) sent from the pre-learning means 18 in the pre-learning mode, and the standard deviation of each of the three variables (R, G, B), Using the correlation coefficient between all combinations of two variables of three variables (R, G, B) and the ratio of pixels in the shadow area and the sunlit area, for the RGB value of each pixel of the edge-preserving smoothed image, The probability density that they belong to the sunlit area and the probability density that they belong to the shadow area are calculated as follows.

【0097】1個の画素のRGB値の組をベクトルXで
表す。そして、画素が影の領域に属する事象をA、日向
の領域に属する事象をBで表し、影の領域と日向の領域
の画素の比率を各々P(A)、P(B)とし、ベクトル
Xが影の領域に属する確率密度をP(A|X)、ベクト
ルXが日向の領域に属する確率密度をP(B|X)で表
す。そして、P(A|X)とP(B|X)を次の式で計
算する。
A vector X represents a set of RGB values of one pixel. An event whose pixel belongs to the shadow area is represented by A, and an event which belongs to the sunlit area is represented by B, and the pixel ratios of the shadow area and the sunlit area are P (A) and P (B), respectively, and the vector X The probability density belonging to the shadow area is represented by P (A | X), and the probability density belonging to the vector X belonging to the sunlit area is represented by P (B | X). Then, P (A | X) and P (B | X) are calculated by the following formula.

【0098】 P(A|X)=P(A)P(X|A) …(6) P(B|X)=P(B)P(X|B) …(7) 式(6)と式(7)において、P(X|A)とP(X|
B)はR,G,Bについての3次元の正規分布関数で算
出する。3次元の正規分布関数の算出方法については、
「確率・統計ハンドブック(森北出版株式会社 R.
S。バーリントン、D.C.メイ著)」のpp.130
〜131に記載されている。そして、全画素についての
P(A|X)とP(B|X)の値を、画像合成手段1
7、彩度変換手段20に送る。
P (A | X) = P (A) P (X | A) (6) P (B | X) = P (B) P (X | B) (7) Equation (6) In equation (7), P (X | A) and P (X |
B) is calculated by a three-dimensional normal distribution function for R, G, and B. For the calculation method of the three-dimensional normal distribution function,
"Probability / Statistics Handbook (Morikita Publishing Co. R.
S. Burlington, D.A. C. By Mei) ”, pp. 130
~ 131. Then, the values of P (A | X) and P (B | X) for all pixels are used as the image synthesizing unit 1.
7. Send to the saturation conversion means 20.

【0099】次に、高周波成分抽出手段14が動作す
る。処理内容は高周波成分抽出手段4と同じであり、結
果を高周波成分変換手段16に送る。ここで、色情報変
換手段11と濃度補正手段12の処理以降のここまでの
処理過程を図で説明する。
Next, the high frequency component extracting means 14 operates. The processing content is the same as that of the high frequency component extracting means 4, and the result is sent to the high frequency component converting means 16. Here, the processing steps up to this point after the processing by the color information conversion means 11 and the density correction means 12 will be described with reference to the drawings.

【0100】図9は、原画像の1次元的な輝度値の分布
の模式図、図10は原画像の1次元的な彩度の輝度値の
分布の模式図、図11は図9に対してエッジ保存平滑化
画像作成手段13が処理を行った結果の輝度値の分布の
模式図、図12は高周波成分抽出手段14により抽出さ
れた高周波成分の1次元的な模式図、図13はエッジ保
存平滑化画像の各画素のRGB値を用いて各々のP(X
|A)とP(X|B)の算出結果の模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram of a one-dimensional luminance value distribution of the original image, FIG. 10 is a schematic diagram of a one-dimensional saturation luminance value distribution of the original image, and FIG. 11 is compared with FIG. FIG. 12 is a schematic diagram of the distribution of luminance values as a result of the processing performed by the edge-preserving smoothed image creating unit 13, FIG. 12 is a one-dimensional schematic diagram of the high-frequency components extracted by the high-frequency component extracting unit 14, and FIG. Using the RGB values of each pixel of the stored smoothed image, each P (X
It is a schematic diagram of the calculation result of | A) and P (X | B).

【0101】次に、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換
手段15の動作に移る。エッジ保存平滑化画像輝度階調
変換手段15では、まずエッジ保存平滑化画像の各画素
に対してそれらが影の領域に属していることを前提とし
た処理を行って画像合成手段17に出力する。輝度Iに
対する変換をf(I)と表記すると、本実施形態例で
は、f(I)=aIを用いる。ここでaは1より大きい
定数である。そして、日向の領域に属していることを前
提とした場合には、本実施形態例では変換を行わず、I
は元のまま画像合成手段17に出力する。これをエッジ
保存平滑化画像の全画素について行う。
Next, the operation of the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means 15 is started. In the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means 15, first, each pixel of the edge-preserving smoothed image is processed on the assumption that they belong to the shadow area, and outputs it to the image synthesizing means 17. . When the conversion for the brightness I is expressed as f (I), f (I) = aI is used in this embodiment. Here, a is a constant larger than 1. Then, if it is premised that the image belongs to the Hyuga area, no conversion is performed in the present embodiment, and I
Is output to the image synthesizing means 17 as it is. This is performed for all pixels of the edge-preserving smoothed image.

【0102】次に、高周波成分変換手段16の動作に移
る。ここでは、まず輝度差分値配列の個々の要素の値i
に対して、それらが影の領域に属していることを前提と
して、絶対値を増幅して新しい輝度値i’を得る変換処
理を行う。この変換関数には様々なものがあるが、本実
施形態例では下式の変換を用いる。
Next, the operation of the high frequency component converting means 16 will be described. Here, first, the value i of each element of the brightness difference value array is
On the other hand, on the assumption that they belong to the shadow area, the conversion processing is performed to amplify the absolute value and obtain a new luminance value i ′. Although there are various conversion functions, the conversion of the following formula is used in this embodiment.

【0103】i’=aβ・i …(8) 式(8)において、βは暗い領域内でのコントラストを
高めるために乗じる重みである。そして、日向の領域に
属していることを前提とした場合には、本実施形態例で
は変換を行わず、iは元のまま画像合成手段17に出力
する。これを輝度差分値配列の全要素について行う。
I ′ = aβ · i (8) In equation (8), β is a weight to be multiplied in order to enhance the contrast in the dark region. If it is presumed that the image belongs to the sunlit area, the conversion is not performed in the present embodiment, and i is output to the image synthesizing unit 17 as it is. This is performed for all the elements of the brightness difference value array.

【0104】次に、彩度変換手段20の動作に移る。こ
こでは、まず原画像の各画素の彩度Sについて、それら
が影の領域に属していることを前提として、絶対値を削
減して新しい彩度S’を得る変換処理を行う。削減処理
としては、例えば式(9)のように一定比率K(Kは1
より小さい数)を乗じることで行える。
Next, the operation of the saturation conversion means 20 will be described. Here, with respect to the saturation S of each pixel of the original image, conversion processing for obtaining a new saturation S ′ by reducing the absolute value is performed on the assumption that they belong to the shadow area. As the reduction processing, for example, a constant ratio K (K is 1
It can be done by multiplying by a smaller number).

【0105】S’=KS …(9) そして、最終的な新しい彩度S”として、式(10)の
ように、P(X|A)と影領域を前提とした時の変換後
のS’の積と、P(X|B)と元のSの積との和を算出
する。
S ′ = KS (9) Then, as the final new saturation S ″, as shown in Expression (10), P (X | A) and S after conversion when the shadow area is assumed. Calculate the sum of the product of 'and the product of P (X | B) and the original S.

【0106】 S”=P(X|A)・KS+P(X|B)・S …(10) これを原画像の全ての画素の彩度について行い、新たな
彩度の集合を作成し、画像合成手段17に送る。
S ″ = P (X | A) · KS + P (X | B) · S (10) This is performed for the saturations of all the pixels of the original image to create a new set of saturations, Send to the synthesizing means 17.

【0107】次に、画像合成手段17の動作に移る。Next, the operation of the image synthesizing means 17 will be described.

【0108】まず、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換
手段15から送られてきた2種類のデータを統合する。
これは新しい輝度I”として、式(11)のように、P
(X|A)と影領域を前提とした時の変換後の輝度aI
の積と、P(X|B)と元の輝度Iの積との和を算出す
ることで行う。
First, the two types of data sent from the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means 15 are integrated.
This is a new brightness I ″, and as shown in Expression (11), P
(X | A) and the luminance aI after conversion when assuming a shadow area
And the product of P (X | B) and the original luminance I are calculated.

【0109】 I”=P(X|A)・aI+P(X|B)・I …(11) これをエッジ保存平滑化画像の全画素について行い、新
たなエッジ保存平滑化画像を作成する。図11の画像に
対して本処理を行った過程の模式図を図14〜図16に
示す。図14はP(X|A)・aIの作成過程、図15
はP(X|B)・Iの作成過程、図16はP(X|A)
・aIとP(X|B)・Iの加算の過程を示す。
I ″ = P (X | A) · aI + P (X | B) · I (11) This is performed for all pixels of the edge-preserving smoothed image to create a new edge-preserving smoothed image. 14 to 16 are schematic diagrams of the process of performing the present process on the image of No. 11. The process of creating P (X | A) · aI is shown in FIG.
Is the process of creating P (X | B) · I, and FIG. 16 is P (X | A)
-The process of adding aI and P (X | B) -I is shown.

【0110】次に、高周波成分変換手段16から送られ
てきた2種類のデータを統合する。これは新しい高周波
成分i”として、式(12)のように、P(X|A)と
影領域を前提とした時の変換後のi’の積と、P(X|
B)と元のiの積との和を算出することで行う。
Next, the two types of data sent from the high frequency component conversion means 16 are integrated. This is a new high-frequency component i ″, and as shown in equation (12), P (X | A) and the product of i ′ after conversion assuming the shadow area and P (X |
This is done by calculating the sum of B) and the original product of i.

【0111】 i”=P(X|A)・aβ・i+P(X|B)・i …(12) これを輝度差分値配列の全ての要素について行い、新た
な輝度差分値配列を作成する。図12のデータに対して
本処理を行った結果の模式図を図17に示す。考え方
は、図14〜図16に示した、式(11)に従った作成
過程と同様である。
I ″ = P (X | A) · aβ · i + P (X | B) · i (12) This is performed for all the elements of the brightness difference value array to create a new brightness difference value array. A schematic diagram of the result of performing this processing on the data of Fig. 12 is shown in Fig. 17. The concept is the same as the creation process according to the equation (11) shown in Figs.

【0112】次に、式(11)で計算されたI”と式
(12)で計算されたi”を加算し、新しい輝度を持つ
画像を作成する。この処理を図14〜図16と図17の
データに対して行った結果の模式図を図18に示す。さ
らに、その画像の個々の画素について、色情報変換手段
11から送られた原画像の各画素の色相の値と、彩度変
換手段20から送られた式(10)で算出された新しい
彩度S”を組み合わせ、RGB値に変換することで最終
的な画像を作成する。
Next, the I "calculated by the equation (11) and the i" calculated by the equation (12) are added to create an image having a new brightness. FIG. 18 shows a schematic diagram of a result of performing this processing on the data of FIGS. 14 to 16 and FIG. Further, for each pixel of the image, the hue value of each pixel of the original image sent from the color information conversion unit 11 and the new saturation calculated by the expression (10) sent from the saturation conversion unit 20. The final image is created by combining S "and converting to RGB values.

【0113】また、彩度変換手段20において、図10
のデータに対して処理を行った結果の模式図を図19に
示す。考え方は、図14〜図16に示した、画像合成手
段17の処理過程の例と同様である。
Further, in the saturation conversion means 20, as shown in FIG.
FIG. 19 shows a schematic diagram of the result of processing the data of 1. The idea is the same as the example of the processing steps of the image synthesizing means 17 shown in FIGS. 14 to 16.

【0114】以上のような本発明による画像補正装置を
画像撮影装置に組み込んで、画像撮影装置による撮影画
像を画像補正装置を通して出力すれば、影の領域を補正
して画質を向上させた補正画像を出力することができ
る。また、以上のような本発明による画像補正装置を画
像表示装置に組み込んで、入力画像を画像補正装置を通
して画像表示装置に入力すれば、影の領域を補正して画
質を向上させた補正画像を表示することができる。
If the image correction apparatus according to the present invention as described above is incorporated into an image photographing apparatus and a photographed image by the image photographing apparatus is output through the image correcting apparatus, a shadow image is corrected to improve the image quality. Can be output. Further, when the image correction device according to the present invention as described above is incorporated into an image display device and an input image is input to the image display device through the image correction device, a corrected image in which the shadow area is corrected to improve the image quality is obtained. Can be displayed.

【0115】なお、図1、図8で示した装置の各ブロッ
クの一部もしくは全部の機能を、コンピュータを用いて
実現することができることは言うまでもなく、コンピュ
ータでその各ブロックの機能を実現するためのプログラ
ムを、そのコンピュータが読み取り可能な記憶媒体、例
えば、FD(フロッピーディスク)や、MO、ROM、
メモリカード、CD、DVD、リムーバブルディスクな
どに記録し、提供し、配布することが可能である。
It is needless to say that a part or all of the functions of each block of the apparatus shown in FIGS. 1 and 8 can be realized by using a computer in order to realize the function of each block by the computer. Computer program readable storage medium such as FD (floppy disk), MO, ROM,
It can be recorded, provided, and distributed on a memory card, a CD, a DVD, a removable disk, or the like.

【0116】[0116]

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、異なった日時に同一の場所で同一対象物を撮影し
た複数の画像は必要なく、一枚の画像だけで影の領域の
補正が可能となる。
As described above in detail, according to the present invention, it is not necessary to provide a plurality of images of the same object at the same place at different dates and times. Correction is possible.

【0117】また、日向の領域には画像の品質にあまり
悪影響を及ぼさないことと、カラーの画像を扱う際に影
の領域を補正した時に鮮やかな青色になることを防ぐこ
とが可能となるという顕著な効果を奏するものである。
Further, it is possible to prevent the sunlit area from having a bad influence on the image quality and to prevent a bright blue color when the shadow area is corrected when a color image is handled. It has a remarkable effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態例を説明するブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施形態例におけるモフォロジーのcl
osingとopeningを用いた画像の平滑化と原
画像との差分値の配列を作成する過程を示す図である。
FIG. 2 is a cl of morphology in the first embodiment example.
It is a figure which shows the process of making the smoothing of the image using ossing and opening and the array of the difference value with an original image.

【図3】第1の実施形態例におけるモフォロジーのcl
osingとopeningで使用する構造要素の例を
示す図である。
FIG. 3 is a cl of morphology in the first embodiment example.
It is a figure which shows the example of the structuring element used by ossing and opening.

【図4】第1の実施形態例におけるエッジ保存平滑化画
像の個々の画素の輝度の変換関数の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a luminance conversion function of each pixel of an edge-preserving smoothed image in the first embodiment example.

【図5】(a),(b)は、第1の実施形態例における
エッジ保存平滑化画像輝度階調変換における影の区間と
日向の区間のしきい値を求める過程の説明図である。
5A and 5B are explanatory diagrams of a process of obtaining threshold values of a shadow section and a sunlit section in edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion in the first embodiment.

【図6】第1の実施形態例におけるエッジ保存平滑化画
像輝度階調変換手段と高周波成分変換手段の動作を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing operations of an edge-preserving smoothed image luminance gradation converting unit and a high frequency component converting unit in the first embodiment example.

【図7】(a),(b),(c)は、第1の実施形態例
における画像合成手段の動作を示す図である。
7A, 7B and 7C are diagrams showing the operation of the image synthesizing means in the first embodiment.

【図8】本発明の第2の実施形態例を説明するブロック
図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a second exemplary embodiment of the present invention.

【図9】第2の実施形態例における原画像の1次元的な
輝度値の分布の模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram of a one-dimensional distribution of luminance values of an original image in the second embodiment example.

【図10】第2の実施形態例における原画像の1次元的
な彩度の輝度値の分布の模式図である。
FIG. 10 is a schematic diagram of a distribution of luminance values of one-dimensional saturation of an original image in the second embodiment example.

【図11】図9に対して第2の実施形態例におけるエッ
ジ保存平滑化画像作成手段が処理を行った結果の輝度値
の分布の模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram of a distribution of luminance values as a result of the processing performed by the edge-preserving smoothed image creating means in the second embodiment example with respect to FIG. 9;

【図12】第2の実施形態例における高周波成分抽出手
段により抽出された高周波成分の1次元的な模式図であ
る。
FIG. 12 is a one-dimensional schematic diagram of high-frequency components extracted by a high-frequency component extracting unit according to the second embodiment.

【図13】(a),(b),(c)は、第2の実施形態
例におけるエッジ保存平滑化画像の各画素のRGB値を
用いて各々のP(X|A)とP(X|B)の算出結果の
模式図である。
13 (a), (b), and (c) are P (X | A) and P (X) using RGB values of each pixel of an edge-preserving smoothed image in the second embodiment. It is a schematic diagram of the calculation result of | B).

【図14】(a),(b),(c)は、第2の実施形態
例におけるエッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段での
処理(P(X|A)・aIの作成)過程の例を示す模式
図である。
14 (a), (b), and (c) are process steps (creation of P (X | A) · aI) in the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means in the second embodiment. It is a schematic diagram which shows the example of.

【図15】(a),(b),(c)は、第2の実施形態
例におけるエッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段での
処理(P(X|B)・Iの作成)過程の例を示す模式図
である。
15 (a), (b), and (c) are processes (generation of P (X | B) .I) in the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means in the second embodiment. It is a schematic diagram which shows the example of.

【図16】(a),(b),(c)は、第2の実施形態
例におけるエッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段での
処理(P(X|A)・aIとP(X|B)・Iの加算)
過程の例を示す模式図である。
16 (a), (b), and (c) are processing (P (X | A) .aI and P (X) in the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means in the second embodiment. | B) ・ I addition)
It is a schematic diagram which shows the example of a process.

【図17】第2の実施形態例における高周波成分変換手
段の処理結果の例を示す模式図である。
FIG. 17 is a schematic diagram showing an example of the processing result of the high frequency component conversion means in the second embodiment.

【図18】第2の実施形態例での画像合成手段におけ
る、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段で作成され
た画像と高周波成分変換手段で作成された輝度差分値配
列の個別の要素の値を加算する処理の過程を示す模式図
である。
FIG. 18 shows the individual elements of the image created by the edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion means and the individual elements of the brightness difference value array created by the high frequency component conversion means in the image composition means in the second embodiment. It is a schematic diagram which shows the process of the process which adds a value.

【図19】第2の実施形態例における彩摩変換手段の処
理結果の例を示す模式図である。
FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of the processing result of the chroma conversion means in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…濃淡画像作成手段 2…濃度補正手段 3…エッジ保存平滑化画像作成手段 4…高周波成分抽出手段 5…エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段 6…高周波成分変換手段7…画像合成手段 8…色補正手段 11…色情報変換手段 12…濃度補正手段 13…エッジ保存平滑化画像作成手段 14…高周波成分抽出手段 15…エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段 16…高周波成分変換手段 17…画像合成手段 18…事前学習手段 19…確率算出手段 20…彩度変換手段 1 ... Gray image creating means 2. Density correction means 3 ... Edge-preserving smoothed image creating means 4. High frequency component extraction means 5 ... Edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion means 6 ... High-frequency component converting means 7 ... Image synthesizing means 8 ... Color correction means 11 ... Color information conversion means 12 ... Density correction means 13 ... Edge-preserving smoothed image creating means 14 ... High-frequency component extracting means 15 ... Edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means 16 ... High-frequency component conversion means 17 ... Image synthesizing means 18 ... Advance learning means 19 ... Probability calculation means 20 ... Saturation conversion means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−243238(JP,A) 特開 平10−49670(JP,A) 特開 平11−27533(JP,A) 特開 平11−69150(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 5/00 - 5/50 G09G 5/36 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-10-243238 (JP, A) JP-A-10-49670 (JP, A) JP-A-11-27533 (JP, A) JP-A-11- 69150 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G06T 5/00-5/50 G09G 5/36

Claims (49)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 多階調の原画像を変換して判読性を高め
る画像補正方法において、 前記原画像からエッジを抽出するとともに前記原画像を
平滑化して平滑化画像を生成し、前記エッジと前記平滑
化画像を加算してエッジ保存平滑化画像を作成するエッ
ジ保存平滑化画像作成段階と、 前記エッジ保存平滑化画像に対して輝度の定義域を複数
のクラスに分類し、各クラス別に輝度階調変換を加える
エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階と、 前記原画像の単数もしくは複数の周波数の高周波成分を
抽出する高周波成分抽出段階と、 前記抽出した各周波数の高周波成分に対して、前記エッ
ジ保存平滑化画像をクラスに分類した結果を用いて各ク
ラス別に高周波成分を増幅する変換を行う高周波成分変
換段階と、 前記輝度階調変換したエッジ保存平滑化画像と前記高周
波成分変換段階の変換結果を統合して画像を作成する画
像合成段階とを、 有することを特徴とする画像補正方法。
1. An image correction method for converting a multi-gradation original image to improve legibility, wherein an edge is extracted from the original image and the original image is smoothed to generate a smoothed image. An edge-preserving smoothed image creating step of adding the smoothed images to create an edge-preserving smoothed image, and classifying the domain of luminance for the edge-preserving smoothed image into a plurality of classes, and luminance for each class An edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion step that applies gradation conversion, a high-frequency component extraction step that extracts high-frequency components of a single frequency or a plurality of frequencies of the original image, and a high-frequency component of each extracted frequency, A high-frequency component conversion step of performing a conversion for amplifying a high-frequency component for each class using the result of classifying the edge-preserving smoothed image, Image correction method characterized by and an image synthesis step, to create an image by integrating the conversion result of the reduction image the high-frequency component conversion step.
【請求項2】 請求項1記載の画像補正方法において、 画像合成段階では、輝度階調変換したエッジ保存平滑化
画像と高周波成分変換段階の変換結果の個別の要素の値
を加算することで、両者を統合することを特徴とする画
像補正方法。
2. The image correction method according to claim 1, wherein, in the image synthesizing step, the edge-preserving smoothed image subjected to the luminance gradation conversion and the individual element values of the conversion result in the high frequency component converting step are added, An image correction method characterized by integrating both.
【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の画像補正方
法において、 エッジ保存平滑化画像作成段階では、原画像に対して平
滑化の周波数に相当するサイズの構造要素を用いてモフ
ォロジーのopeningとclosingを組み合わ
せた処理を行う方法を用いて、エッジ保存平滑化画像を
作成することを特徴とする画像補正方法。
3. The image correction method according to claim 1, wherein in the edge-preserving smoothed image creating step, a morphological opening is performed using a structuring element having a size corresponding to a smoothing frequency with respect to the original image. An image correction method characterized in that an edge-preserving smoothed image is created by using a method of performing a process that combines a closing and a closing.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のうちいずれか1
項記載の画像補正方法において、 高周波成分抽出段階では、最も高い周波数の高周波成分
に対しては、原画像と原画像から前記最も高い周波数の
高周波成分を削除した画像との差分を求めることで、そ
れ以外の周波数の高周波成分に対しては、当該周波数よ
りも高い高周波成分を全て原画像から削除した画像と該
画像から当該周波数の高周波成分を削除した画像との差
分を求めることで、個別の周波数の高周波成分を抽出す
ることを特徴とする画像補正方法。
4. Any one of claims 1 to 3
In the image correction method according to the item, in the high frequency component extraction step, for the high frequency component of the highest frequency, by obtaining the difference between the original image and the image in which the high frequency component of the highest frequency is deleted from the original image, For the high frequency components of other frequencies, the difference between the image in which all the high frequency components higher than the frequency are deleted from the original image and the image in which the high frequency components of the frequency are deleted from the image are calculated. An image correction method comprising extracting a high frequency component of a frequency.
【請求項5】 請求項4記載の画像補正方法において、 高周波成分抽出段階では、画像から個別の周波数の高周
波成分を削除する方法として、該画像に対して周波数に
相当するサイズの構造要素を用いてモフォロジーのop
eningとclosingを組み合わせた処理を行う
方法を用いることを特徴とする画像補正方法。
5. The image correction method according to claim 4, wherein in the high frequency component extraction step, a structuring element having a size corresponding to the frequency is used for the image as a method of deleting high frequency components of individual frequencies from the image. Te morphology op
An image correction method characterized by using a method of performing a process in which ening and closing are combined.
【請求項6】 請求項1乃至請求項5のうちいずれか1
項記載の画像補正方法において、 エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階では、エッジ保
存平滑化画像の各画素を輝度値の大小によって少なくと
も暗い画素のクラスと明るい画素のクラスの2つのクラ
スに分類し、各々のクラスの画素について別々の関数に
より輝度階調変換を加えることを特徴とする画像補正方
法。
6. Any one of claims 1 to 5
In the image correction method according to the item, in the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion step, each pixel of the edge-preserving smoothed image is classified into at least two classes, a dark pixel class and a bright pixel class, according to the magnitude of the brightness value. Then, the image correction method is characterized in that the luminance gradation conversion is applied to each of the pixels of each class by a separate function.
【請求項7】 請求項6記載の画像補正方法において、 エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階では、輝度階調
変換の関数のパラメータ値の決定方法として、パラメー
タ値をあらかじめ決められた定義域の中で変化させ、各
パラメータ値を用いた時のエッジ保存平滑化画像におけ
る明るい画素のクラスに属する画素の輝度の変化値の合
計値と、暗い画素のクラスに属する画素の輝度の変化値
の合計値とを変数とする関数で表される評価値を算出
し、最大の評価値が得られたパラメータ値を採用する方
法を用いることを特徴とする画像補正方法。
7. The image correction method according to claim 6, wherein, in the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion step, the parameter value is defined in a predetermined domain as a method of determining the parameter value of the luminance gradation conversion function. Of the brightness change values of pixels belonging to the bright pixel class and the brightness change values of pixels belonging to the dark pixel class in the edge-preserving smoothed image when each parameter value is used. An image correction method characterized by using a method of calculating an evaluation value represented by a function having a total value and a variable and adopting a parameter value for which a maximum evaluation value is obtained.
【請求項8】 請求項1乃至請求項7のうちいずれか1
項記載の画像補正方法において、 高周波成分変換段階では、関数を用いて変換を行い、該
関数を、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階におい
てエッジ保存平滑化画像の対応する画素をクラスに分類
した結果によって変更することを特徴とする画像補正方
法。
8. Any one of claims 1 to 7.
In the image correction method described in the item 1, in the high-frequency component conversion step, conversion is performed using a function, and the function is classified into classes of corresponding pixels of the edge-preserved smoothed image in the edge-preserved smoothed image luminance gradation conversion step. An image correction method, characterized in that it is changed according to the result.
【請求項9】 カラーの多階調の原画像を変換して判読
性を高める画像補正方法において、 原画像の各画素の持つ色表示の情報から輝度を抽出して
モノクロの濃淡画像を作成する濃淡画像作成段階と、 前記濃淡画像作成段階で作成されたモノクロの濃淡画像
を請求項1乃至請求項8のうちいずれか1項記載の画像
補正方法によって補正する濃淡画像補正段階と、 前記濃淡画像補正段階で補正された補正後濃淡画像を構
成する各画素に対して、対応する原画像の画素の色表示
の情報から彩度と色相を抽出し、前記補正後濃淡画像に
おける画素の輝度と組み合わせて補正後の表示色の情報
とすることで補正後のカラー画像を作成する色補正段階
とを、 有することを特徴とする画像補正方法。
9. An image correction method for converting a multi-tone original image of color to enhance legibility, and extracts brightness from color display information of each pixel of the original image to create a monochrome gray-scale image. A grayscale image creation step; a grayscale image correction step of correcting the monochrome grayscale image created in the grayscale image creation step by the image correction method according to any one of claims 1 to 8; For each pixel constituting the corrected grayscale image corrected in the correction stage, the saturation and hue are extracted from the information of the color display of the pixel of the corresponding original image, and combined with the luminance of the pixel in the corrected grayscale image. And a color correction step of creating a corrected color image by using the corrected display color information.
【請求項10】 カラーの多階調の原画像を変換して判
読性を高める画像補正方法において、 原画像の各画素の持つ色表示の情報から輝度を抽出して
モノクロの濃淡画像を作成する濃淡画像作成段階と、 前記濃淡画像作成段階で作成されたモノクロの濃淡画像
を請求項6乃至請求項8のうちいずれか1項記載の画像
補正方法によって補正する濃淡画像補正段階と、 前記濃淡画像補正段階で補正された補正後濃淡画像を構
成する各画素に対して、前記濃淡画像補正段階で用いた
画像補正方法におけるエッジ保存平滑化画像輝度階調変
換段階の処理において暗い画素のクラスと判定されたか
否かをチェックし、暗い画素のクラスと判定された場合
には、対応する原画像の画素の色表示の情報から彩度と
色相を抽出し、前記抽出した彩度を削減してから、前記
抽出した色相と前記補正後濃淡画像における画素の輝度
と組み合わせて補正後の表示色の情報とし、明るい画素
のクラスと判定された場合には、対応する原画像の画素
の色表示の情報から彩度と色相を抽出し、前記補正後濃
淡画像における画素の輝度と組み合わせて補正後の表示
色の情報とすることで、補正後のカラー画像を作成する
色補正段階とを、 有することを特徴とする画像補正方法。
10. An image correction method for improving legibility by converting a color multi-gradation original image to create a monochrome grayscale image by extracting luminance from color display information of each pixel of the original image. A grayscale image creating step; a grayscale image correcting step of correcting the monochrome grayscale image created in the grayscale image creating step by the image correction method according to any one of claims 6 to 8; For each pixel constituting the corrected grayscale image corrected in the correction stage, it is determined as a class of a dark pixel in the processing of the edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion stage in the image correction method used in the grayscale image correction stage. If it is determined that it is a class of dark pixels, the saturation and hue are extracted from the information of the color display of the pixels of the corresponding original image, and the extracted saturation is reduced. From the above, the extracted hue and the luminance of the pixel in the corrected grayscale image are combined to obtain the corrected display color information, and when it is determined that the pixel is a bright pixel class, the color display of the pixel of the corresponding original image is performed. A color correction step of creating a corrected color image by extracting saturation and hue from the information and combining the information with the luminance of the pixel in the corrected grayscale image to obtain corrected display color information. Image correction method characterized by.
【請求項11】 多階調の原画像を変換して判読性を高
める画像補正装置において、 前記原画像からエッジを抽出するとともに前記原画像を
平滑化して平滑化画像を生成し、前記エッジと前記平滑
化画像を加算してエッジ保存平滑化画像を作成するエッ
ジ保存平滑化画像作成手段と、 前記エッジ保存平滑化画像に対して輝度の定義域を複数
のクラスに分類し、各クラス別に輝度階調変換を加える
エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段と、 前記原画像の単数もしくは複数の周波数の高周波成分を
抽出する高周波成分抽出手段と、 前記抽出した各周波数の高周波成分に対して、前記エッ
ジ保存平滑化画像のクラスに分類した結果を用いて各ク
ラス別に高周波成分を増幅する変換を行う高周波成分変
換手段と、 前記輝度階調変換したエッジ保存平滑化画像と前記高周
波成分変換手段の変換結果を統合して画像を作成する画
像合成手段とを、 具備することを特徴とする画像補正装置。
11. An image correction apparatus for converting a multi-gradation original image to improve legibility, extracts an edge from the original image, and smoothes the original image to generate a smoothed image. An edge-preserving smoothed image creating means for adding the smoothed images to create an edge-preserving smoothed image, and a domain of brightness for the edge-preserving smoothed image is classified into a plurality of classes, and brightness is classified for each class. An edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means for applying gradation conversion, a high-frequency component extracting means for extracting high-frequency components of a single or a plurality of frequencies of the original image, and a high-frequency component of each extracted frequency, High-frequency component conversion means for performing conversion for amplifying high-frequency components for each class using the result of classifying the edge-preserved smoothed image, and edge-preserving the luminance gradation conversion Wherein the smoothed image and an image synthesizing means for creating an image by integrating the conversion result of the high-frequency component transform means, an image correction apparatus characterized by comprising.
【請求項12】 請求項11記載の画像補正装置におい
て、 画像合成手段は、輝度階調変換したエッジ保存平滑化画
像と高周波成分変換手段の変換結果の個別の要素の値を
加算することで、両者を統合するものであること特徴と
する画像補正装置。
12. The image correction device according to claim 11, wherein the image synthesizing unit adds the values of the individual elements of the conversion result of the high-frequency component conversion unit and the edge-preserving smoothed image that has been subjected to the luminance gradation conversion, An image correction device characterized by integrating both.
【請求項13】 請求項11又は請求項12記載の画像
補正装置において、 エッジ保存平滑化画像作成手段は、原画像に対して平滑
化の周波数に相当するサイズの構造要素を用いてモフォ
ロジーのopeningとclosingを組み合わせ
た処理を行う手段を用いて、エッジ保存平滑化画像を作
成するものであること特徴とする画像補正装置。
13. The image correction apparatus according to claim 11 or 12, wherein the edge-preserving smoothed image creating means uses a structuring element having a size corresponding to a smoothing frequency with respect to the original image to open the morphology. An image correction apparatus, wherein an edge-preserving smoothed image is created by using a means that performs a process that combines a closing and a closing.
【請求項14】 請求項11乃至請求項13のうちいず
れか1項記載の画像補正装置において、 高周波成分抽出手段は、最も高い周波数の高周波成分に
対しては、原画像と原画像から前記最も高い周波数の高
周波成分を削除した画像との差分を求めることで、それ
以外の周波数の高周波成分に対しては、当該周波数より
も高い高周波成分を全て原画像から削除した画像と該画
像から当該周波数の高周波成分を削除した画像との差分
を求めることで、個別の周波数の高周波成分を抽出する
ものであることを特徴とする画像補正装置。
14. The image correction device according to claim 11, wherein the high-frequency component extraction means selects the original image and the original image from the original image for the high-frequency component of the highest frequency. By obtaining the difference from the image in which the high-frequency components of high frequency are deleted, for high-frequency components of other frequencies, the image in which all high-frequency components higher than the relevant frequency are deleted from the original image and the relevant frequency from the image The image correction apparatus is characterized in that a high frequency component of an individual frequency is extracted by obtaining a difference from the image in which the high frequency component of is deleted.
【請求項15】 請求項14記載の画像補正装置におい
て、 高周波成分抽出手段は、画像から個別の周波数の高周波
成分を削除する手段として、該画像に対して周波数に相
当するサイズの構造要素を用いてモフォロジーのope
ningとclosingを組み合わせた処理を行う手
段を用いるものであること特徴とする画像補正装置。
15. The image correction apparatus according to claim 14, wherein the high frequency component extraction means uses a structural element having a size corresponding to the frequency for the image as means for deleting high frequency components of individual frequencies from the image. Te of morphology
An image correction apparatus characterized by using a means for performing a process in which Ning and closing are combined.
【請求項16】 請求項11乃至請求項15のうちいず
れか1項記載の画像補正装置において、 エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段は、エッジ保存
平滑化画像の各画素を輝度値の大小によって少なくとも
暗い画素のクラスと明るい画素のクラスの2つのクラス
に分類し、各々のクラスの画素について別々の関数によ
り輝度階調変換を加えるものであること特徴とする画像
補正装置。
16. The image correction apparatus according to claim 11, wherein the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion means sets each pixel of the edge-preserving smoothed image to a large or small luminance value. The image correction apparatus is characterized in that it is classified into at least two classes of a dark pixel class and a bright pixel class, and the brightness gradation conversion is applied to each pixel of each class by a separate function.
【請求項17】 請求項16記載の画像補正装置におい
て、 エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段は、輝度階調変
換の関数のパラメータ値を決定する手段として、パラメ
ータ値をあらかじめ決められた定義域の中で変化させ、
各パラメータ値を用いた時のエッジ保存平滑化画像にお
ける明るい画素のクラスに属する画素の輝度の変化値の
合計値と、暗い画素のクラスに属する画素の輝度の変化
値の合計値とを変数とする関数で表される評価値を算出
し、最大の評価値が得られたパラメータ値を採用する手
段を用いるものであること特徴とする画像補正装置。
17. The image correction apparatus according to claim 16, wherein the edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion means is a means for determining a parameter value of a function of the brightness gradation conversion, and the parameter value is defined in advance. Change in the area,
A variable is a total value of luminance change values of pixels belonging to a bright pixel class in the edge-preserving smoothed image when each parameter value is used, and a total value of luminance change values of pixels belonging to a dark pixel class. An image correction apparatus characterized by using a means for calculating an evaluation value represented by a function and adopting a parameter value for which a maximum evaluation value is obtained.
【請求項18】 請求項11乃至請求項17のうちいず
れか1項記載の画像補正装置において、 高周波成分変換手段は、関数を用いて変換を行い、該関
数を、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段において
エッジ保存平滑化画像の対応する画素をクラスに分類し
た結果によって変更するものであること特徴とする画像
補正装置。
18. The image correction device according to claim 11, wherein the high-frequency component conversion means performs conversion using a function, and the function is converted into the edge-preserving smoothed image brightness level. An image correction apparatus, characterized in that the corresponding pixel of the edge-preserving smoothed image is changed by the tone conversion means according to the result of classifying the pixel.
【請求項19】 カラーの多階調の原画像を変換して判
読性を高める画像補正装置において、 原画像の各画素の持つ色表示の情報から輝度を抽出して
モノクロの濃淡画像を作成する濃淡画像作成手段と、 前記濃淡画像作成手段で作成されたモノクロの濃淡画像
を請求項11乃至請求項18のうちいずれか1項記載の
画像補正装置によって補正する濃淡画像補正手段と、 前記濃淡画像補正手段で補正された補正後濃淡画像を構
成する各画素に対して、対応する原画像の画素の色表示
の情報から彩度と色相を抽出し、前記補正後濃淡画像に
おける画素の輝度と組み合わせて補正後の表示色の情報
とすることで補正後のカラー画像を作成する色補正手段
とを、 具備することを特徴とする画像補正装置。
19. An image correction device for enhancing legibility by converting a color multi-gradation original image to extract a luminance from color display information of each pixel of the original image to create a monochrome gray-scale image. A grayscale image creating means, a grayscale image correcting means for correcting the monochrome grayscale image created by the grayscale image creating means by the image correction device according to any one of claims 11 to 18, and the grayscale image For each pixel constituting the corrected grayscale image corrected by the correction means, the saturation and hue are extracted from the information of the color display of the pixel of the corresponding original image, and combined with the luminance of the pixel in the corrected grayscale image. And a color correction unit that creates a color image after correction by using the information of the display color after correction as an image correction apparatus.
【請求項20】 カラーの多階調の原画像を変換して判
読性を高める画像補正装置において、 原画像の各画素の持つ色表示の情報から輝度を抽出して
モノクロの濃淡画像を作成する濃淡画像作成手段と、 前記濃淡画像作成手段で作成されたモノクロの濃淡画像
を請求項16乃至請求項18のうちいずれか1項記載の
画像補正装置によって補正する濃淡画像補正手段と、 前記濃淡画像補正手段で補正された補正後濃淡画像を構
成する各画素に対して、前記濃淡画像補正手段で用いた
画像補正装置におけるエッジ保存平滑化画像輝度階調変
換手段の処理において暗い画素のクラスと判定されたか
否かをチェックし、暗い画素のクラスと判定された場合
には、対応する原画像の画素の色表示の情報から彩度と
色相を抽出し、前記抽出した彩度を削減してから、前記
抽出した色相と前記補正後濃淡画像における画素の輝度
と組み合わせて補正後の表示色の情報とし、明るい画素
のクラスと判定された場合には、対応する原画像の画素
の色表示の情報から彩度と色相を抽出し、前記補正後濃
淡画像における画素の輝度と組み合わせて補正後の表示
色の情報とすることで、補正後のカラー画像を作成する
色補正手段とを、 具備することを特徴とする画像補正装置。
20. An image correction apparatus for converting a multi-tone original image of color to improve legibility, extracts luminance from color display information of each pixel of the original image to create a monochrome gray-scale image. A grayscale image creating means, a grayscale image correcting means for correcting the monochrome grayscale image created by the grayscale image creating means by the image correction device according to any one of claims 16 to 18, and the grayscale image Each pixel constituting the corrected grayscale image corrected by the correction means is determined to be a class of dark pixels in the processing of the edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion means in the image correction device used in the grayscale image correction means. If it is determined that the pixel has a dark pixel class, the saturation and hue are extracted from the color display information of the pixel of the corresponding original image, and the extracted saturation is reduced. Then, the extracted hue and the luminance of the pixel in the corrected grayscale image are combined to obtain the corrected display color information, and when it is determined that the pixel is a bright pixel class, the color of the pixel of the corresponding original image is determined. By extracting the saturation and hue from the display information, and by using the corrected display color information in combination with the luminance of the pixels in the corrected grayscale image, a color correction unit that creates a corrected color image, An image correction device comprising.
【請求項21】 多階調の原画像を変換して判読性を高
める画像補正方法において、 前記原画像からエッジを抽出するとともに前記原画像を
平滑化して平滑化画像を生成し、前記エッジと前記平滑
化画像を加算してエッジ保存平滑化画像を作成するエッ
ジ保存平滑化画像作成段階と、 前記原画像の単数もしくは複数の周波数の高周波成分を
抽出する高周波成分抽出段階と、 前記原画像の各画素が日向の領域に属する確率と該画素
が影の領域に属する確率を、該画素に該当する前記エッ
ジ保存平滑化画像の画素の情報から算出する確率算出段
階と、 前記エッジ保存平滑化画像に対して、各画素が影の領域
に属すると仮定して輝度階調変換を行って出力し、かつ
各画素が日向の領域に属すると仮定して輝度階調変換を
行って出力するかもしくはそのままのエッジ保存平滑化
画像を出力するエッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階
と、 前記抽出した各周波数の高周波成分に対して、全て影の
領域に属すると仮定して増幅する変換を行って出力し、
かつ全て日向の領域に属すると仮定して増幅する変換を
行って出力するかもしくはそのままの高周波成分を出力
する高周波成分変換段階と、 前記確率算出段階で算出した各領域に属する確率を用い
て、前記エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階から出
力された仮定の領域別の2種類の出力と、前記高周波成
分変換段階から出力された仮定の領域別の2種類の出力
を統合して画像を作成する画像合成段階とを、 有することを特徴とする画像補正方法。
21. An image correction method for converting a multi-gradation original image to improve legibility, wherein an edge is extracted from the original image and the original image is smoothed to generate a smoothed image. An edge-preserving smoothed image creating step of adding the smoothed images to create an edge-preserving smoothed image; a high-frequency component extracting step of extracting high-frequency components of a single or a plurality of frequencies of the original image; A probability calculation step of calculating a probability that each pixel belongs to a sunlit area and a probability that the pixel belongs to a shadow area from pixel information of the edge-preserving smoothed image corresponding to the pixel; In contrast, assuming that each pixel belongs to the shadow area, the brightness gradation conversion is performed and output, and assuming that each pixel belongs to the sunlit area, the brightness gradation conversion is performed and output. An edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion step for outputting an edge-preserving smoothed image as it is, and a conversion for amplifying the extracted high-frequency components of each frequency assuming that they all belong to the shadow region. Output
And using a probability of belonging to each region calculated in the probability calculation step, and a high-frequency component conversion step of performing a conversion to output by amplifying or outputting the high-frequency component as it is, assuming that it belongs to the sunlit area, An image is obtained by integrating the two types of output for each hypothetical region output from the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion step and the two types of output for each hypothetical region output from the high frequency component conversion step. An image correction method comprising: an image combining step to be created.
【請求項22】 カラー多階調の原画像を変換して判読
性を高める画像補正方法において、 前記原画像の各画素の情報から彩度と色相を抽出する彩
度・色相抽出段階と、 前記原画像からエッジを抽出するとともに前記原画像を
平滑化して平滑化画像を生成し、前記エッジと前記平滑
化画像を加算してエッジ保存平滑化画像を作成するエッ
ジ保存平滑化画像作成段階と、 前記原画像の単数もしくは複数の周波数の高周波成分を
抽出する高周波成分抽出段階と、 前記原画像の各画素が日向の領域に属する確率と該画素
が影の領域に属する確率を、該画素に該当する前記エッ
ジ保存平滑化画像の画素の情報から算出する確率算出段
階と、 前記原画像の各画素から抽出した彩度に対して、前記算
出した各領域に属する確率を用いて削減する変換を加え
る彩度変換段階と、 前記エッジ保存平滑化画像に対して、各画素が影の領域
に属すると仮定して輝度階調変換を行って出力し、かつ
各画素が日向め領域に属すると仮定して輝度階調変換を
行って出力するかもしくはそのままのエッジ保存平滑化
画像を出力するエッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階
と、 前記抽出した各周波数の高周波成分に対して、全て影の
領域に属すると仮定して増幅する変換を行って出力し、
かつ全て日向の領域に属すると仮定して増幅する変換を
行って出力するかもしくはそのままの高周波成分を出力
する高周波成分変換段階と、 前記確率算出段階で算出した各領域に属する確率を用い
て、前記エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階からの
2種類の出力と高周波成分変換段階からの2種類の出力
を統合して画像を作成し、それに前記彩度・色相抽出段
階から出力された原画像の色相の情報と、前記彩度変換
段階から出力された変換後の彩度の情報を統合して画像
を作成する画像合成段階とを、 有することを特徴とする画像補正方法。
22. An image correction method for enhancing legibility by converting a color multi-gradation original image, wherein a saturation / hue extraction step of extracting saturation and hue from information of each pixel of the original image, An edge-preserving smoothed image creating step of creating an edge-preserving smoothing image by adding edges to the smoothed image to generate a smoothed image by smoothing the original image while extracting edges from the original image, A high frequency component extraction step of extracting high frequency components of a single or a plurality of frequencies of the original image; a probability that each pixel of the original image belongs to a sunlit region and a probability that the pixel belongs to a shadow region, A probability calculation step of calculating from the pixel information of the edge-preserving smoothed image, and a conversion for reducing the saturation extracted from each pixel of the original image using the calculated probability of belonging to each region. Saturation conversion step, and for the edge-preserving smoothed image, it is assumed that each pixel belongs to a shadow area, and luminance and brightness conversion is performed and output, and each pixel belongs to a sunlit area. Then, an edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion step of outputting the luminance-preserving smoothed image as it is, or outputting the same as that of the edge-preserving smoothed image. Assuming that it belongs to the region, it performs amplification conversion and outputs,
And using a probability of belonging to each region calculated in the probability calculation step, and a high-frequency component conversion step of performing a conversion to output by amplifying or outputting the high-frequency component as it is, assuming that it belongs to the sunlit area, The two types of output from the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion step and the two types of output from the high frequency component conversion step are integrated to create an image, and the original image output from the saturation / hue extraction step is created therein. An image correction method comprising: an image synthesizing step of creating an image by integrating the information of the hue of the image and the information of the converted saturation output from the saturation converting step.
【請求項23】 請求項22記載の画像補正方法におい
て、 彩度変換段階では、確率算出段階で算出した各領域に属
する確率を用いて統合する方法として、原画像の各画素
から抽出した彩度に対して、対応する原画像の画素が影
の領域に属すると仮定して彩度の削減処理を行い、その
結果に該画素が影の領域に属する確率を乗じた値を算出
し、その値と、元の彩度に対して該画素が日向に属する
確率を乗じた値を加算することを特徴とする画像補正方
法。
23. The image correction method according to claim 22, wherein in the saturation conversion step, the saturation extracted from each pixel of the original image is used as a method of integration using the probabilities belonging to each region calculated in the probability calculation step. , The saturation reduction processing is performed assuming that the corresponding pixel of the original image belongs to the shadow area, and the result is multiplied by the probability that the pixel belongs to the shadow area to calculate the value. And an image correction method which adds a value obtained by multiplying the original saturation by the probability that the pixel belongs to the sun.
【請求項24】 請求項21乃至請求項23のうちいず
れか1項記載の画像補正方法において、 画像合成段階では、確率算出段階で算出した各領域に属
する確率を用いて、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換
段階からの2種類の出力と、高周波成分変換段階からの
2種類の出力を統合して画像を作成する処理として、前
記エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階からの、エッ
ジ保存平滑化画像に対して各画素が影の領域に属すると
仮定して輝度階調変換を行った出力に対して各画素が影
の領域に属する確率を乗じた値を算出し、前記エッジ保
存平滑化画像輝度階調変換段階からの、エッジ保存平滑
化画像に対して各画素が日向の領域に属すると仮定して
輝度階調変換を行った出力もしくはそのままのエッジ保
存平滑化画像の出力に対して各画素が日向の領域に属す
る確率を乗じた値を算出し、前記高周波成分変換段階か
らの各周波数の高周波成分に対して全て影の領域に属す
ると仮定して変換を行った出力に対して、対応するエッ
ジ保存平滑化画像の画素が影の領域に属する確率を乗じ
た値を算出し、前記高周波成分変換段階からの各周波数
の高周波成分に対して全て日向の領域に属すると仮定し
て変換を行った出力に対して、対応するエッジ保存平滑
化画像の画素が日向の領域に属する確率を乗じた値を算
出し、前記算出した4種類の値を加算することを特徴と
する画像補正方法。
24. The image correction method according to claim 21, wherein in the image combining step, the edge-preserving smoothed image is calculated by using the probabilities belonging to each region calculated in the probability calculating step. Edge preservation from the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion step is performed as a process of creating an image by integrating the two types of output from the luminance gradation conversion step and the two types of output from the high frequency component conversion step. It is assumed that each pixel belongs to the shadow area for the smoothed image, and the luminance gradation conversion is performed, and the output is multiplied by the probability that each pixel belongs to the shadow area. For the output that has undergone the luminance gradation conversion on the assumption that each pixel belongs to the sunlit area from the digitized image brightness gradation conversion stage or the output of the edge-preserved smoothed image as it is. Each picture Is calculated by multiplying by the probability of belonging to the sunlit area, and the high-frequency components of each frequency from the high-frequency component conversion step are converted assuming that they all belong to the shadowed area. A value is calculated by multiplying the probability that the pixels of the edge-preserving smoothed image belong to the shadow area, and the conversion is performed assuming that all the high frequency components of each frequency from the high frequency component conversion step belong to the sunlit area. An image correction method characterized by calculating a value obtained by multiplying the output obtained by a probability that a pixel of a corresponding edge-preserving smoothed image belongs to a sunlit area, and adding the calculated four types of values.
【請求項25】 請求項21乃至請求項23のうちいず
れか1項記載の画像補正方法において、 画像合成段階では、確率算出段階で算出した各領域に属
する確率を用いて、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換
段階からの2種類の出力と、高周波成分変換段階からの
2種類の出力を統合して画像を作成する処理として、前
記エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階からの、エッ
ジ保存平滑化画像に対して各画素が影の領域に属すると
仮定して輝度階調変換を行った出力と、前記高周波成分
変換段階からの、各周波数の高周波成分に対して全て影
の領域に属すると仮定して変換を行った出力を、対応す
る要素毎に加算して、その値に、対応するエッジ保存平
滑化画像の画素が影の領域に属する確率を乗じた値を算
出し、前記エッジ保存平滑化画像輝度階調変換段階から
の、エッジ保存平滑化画像に対して各画素が日向の領域
に属すると仮定して輝度階調変換を行った出力もしくは
そのままのエッジ保存平滑化画像の出力と、前記高周波
成分変換段階からの、各周波数の高周波成分に対して全
て日向の領域に属すると仮定して変換を行った出力もし
くはそのままの出力を、対応する要素毎に加算して、そ
の値に、対応するエッジ保存平滑化画像の画素が日向の
領域に属する確率を乗じた値を算出し、前記算出された
4種類の値を加算することを特徴とする画像補正方法。
25. The image correction method according to claim 21, wherein in the image combining step, the edge-preserving smoothed image is calculated by using the probabilities belonging to each region calculated in the probability calculating step. Edge preservation from the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion step is performed as a process of creating an image by integrating the two types of output from the luminance gradation conversion step and the two types of output from the high frequency component conversion step. An output obtained by performing luminance gradation conversion on the assumption that each pixel belongs to a shadow area in the smoothed image, and all high frequency components of each frequency from the high frequency component conversion step belong to the shadow area. The output obtained by the conversion is added for each corresponding element, and the value is multiplied by the probability that the pixel of the corresponding edge-preserving smoothed image belongs to the shadow area, and the edge is calculated. Save smoothed image Output from the gradation-to-gradation conversion step, which has been subjected to luminance gradation conversion on the assumption that each pixel belongs to the sunlit area, or the output of the edge-preserved smoothed image as it is, and the high frequency From the component conversion stage, the output obtained by converting the high frequency components of each frequency, assuming that they all belong to the sunlit area, or the output as it is, is added for each corresponding element, and the value is corresponded. An image correction method, wherein a value obtained by multiplying a probability that a pixel of an edge-preserving smoothed image belongs to a sunlit area is added, and the calculated four types of values are added.
【請求項26】 請求項21乃至請求項25のうちいず
れか1項記載の画像補正方法において、 確率算出段階では、原画像の各画素が日向の領域に属す
る確率を算出する処理として、エッジ保存平滑化画像に
おける該当する画素の情報が日向の領域から発生する確
率を算出し、その値と、事前に投入された値である、エ
ッジ保存平滑化画像における平均的な日向の領域の画素
数の比率とを乗じる処理を行い、かつ、原画像の各画素
が影の領域に属する確率を算出する方法として、エッジ
保存平滑化画像における該当する画素の情報が影の領域
から発生する確率を算出し、その値と、事前に投入され
た値である、エッジ保存平滑化画像における平均的な影
の領域の画素数の比率とを乗じる処理を行うことを特徴
とする画像補正方法。
26. The image correction method according to claim 21, wherein in the probability calculating step, edge preservation is performed as a process of calculating a probability that each pixel of the original image belongs to a sunlit region. Calculate the probability that the information of the corresponding pixel in the smoothed image will occur from the sunlit area, and that value and the value that was input in advance, which is the average number of pixels in the sunlit area in the edge-preserved smoothed image. As a method of performing the process of multiplying by the ratio and calculating the probability that each pixel of the original image belongs to the shadow area, the probability that the information of the corresponding pixel in the edge-preserving smoothed image occurs from the shadow area is calculated. The image correction method is characterized by performing a process of multiplying the value by a ratio of the number of pixels of an average shadow region in the edge-preserving smoothed image, which is a value input in advance.
【請求項27】 請求項26記載の画像補正方法におい
て、 エッジ保存平滑化画像における該当する画素の情報が日
向の領域から発生する確率を算出するための情報と、前
記エッジ保存平滑化画像における該当する画素の情報が
影の領域から発生する確率を算出するための情報を事前
に学習する学習段階を備えることを特徴とする画像補正
方法。
27. The image correction method according to claim 26, wherein the information for calculating the probability that the information of the corresponding pixel in the edge-preserving smoothed image occurs from the sunlit area, and the corresponding information in the edge-preserving smoothed image. An image correction method comprising: a learning step of learning in advance information for calculating the probability that the information of the pixel to be generated from the shadow area.
【請求項28】 請求項21乃至請求項27のうちいず
れか1項記載の画像補正方法において、 確率の代わりに確率密度、もしくは確率に変換を加えた
値、もしくは確率密度に変換を加えた値を使用すること
を特徴とする画像補正方法。
28. The image correction method according to any one of claims 21 to 27, wherein the probability density is replaced by a probability density, or a value obtained by transforming the probability, or a value obtained by transforming the probability density. An image correction method characterized by using.
【請求項29】 請求項28記載の画像補正方法におい
て、 確率算出段階では、確率の代わりに確率密度、もしくは
確率密度に変換を加えたを使用する場合、エッジ保存平
滑化画像における画素の情報が日向の領域から発生する
確率密度の算出処理と、エッジ保存平滑化画像における
画素の情報が影の領域から発生する確率密度の算出処理
として、画素の情報を表す次元数を持つ1次元もしくは
多次元の正規分布の確率密度関数による確率密度の算出
を行うことを特徴とする画像補正方法。
29. The image correction method according to claim 28, wherein in the probability calculating step, when the probability density or a value obtained by adding a transform to the probability density is used instead of the probability, information of pixels in the edge-preserving smoothed image is obtained. One-dimensional or multi-dimensional calculation with the number of dimensions representing pixel information is performed as the calculation processing of the probability density generated from the sunlit area and the calculation processing of the probability density generated from the shadow area of the pixel information in the edge-preserving smoothed image. An image correction method characterized in that the probability density is calculated by using the probability density function of the normal distribution.
【請求項30】 請求項21乃至請求項29のうちいず
れか1項記載の画像補正方法において、 高周波成分抽出段階では、個別の周波数の高周波成分を
抽出する処理として、最も高い周波数の高周波成分に対
しては、原画像と、原画像から該最も高い周波数の高周
波成分を削除した画像との差分を求めることで抽出し、
それ以外の周波数の高周波成分に対しては、該周波数よ
りも高い高周波成分を全て原画像から削除された画像
と、該画像から該周波数の高周波成分を削除した画像と
の差分を求めることで抽出する処理を行うことを特徴と
する画像補正方法。
30. The image correction method according to any one of claims 21 to 29, wherein, in the high frequency component extraction step, a high frequency component of the highest frequency is selected as a process of extracting high frequency components of individual frequencies. On the other hand, by extracting the difference between the original image and the image in which the high frequency component of the highest frequency is deleted from the original image,
For high frequency components of other frequencies, extraction is performed by obtaining the difference between an image in which all high frequency components higher than the frequency are deleted from the original image and an image in which the high frequency components of the frequency are deleted from the image. An image correction method, characterized by performing the processing.
【請求項31】 請求項21乃至請求項30のうちいず
れか1項記載の画像補正方法において、 エッジ保存平滑化画像作成段階では、画像に対して平滑
化の周波数に相当するサイズの構造要素を用いてモフォ
ロジーのopeningとclosingを組み合わせ
た処理を行う方法を用いることを特徴とする画像補正方
法。
31. The image correction method according to claim 21, wherein in the edge-preserving smoothed image creating step, a structuring element having a size corresponding to a smoothing frequency is added to the image. An image correction method characterized by using a method of performing a process that combines opening and closing of morphology.
【請求項32】 請求項21乃至請求項31のうちいず
れか1項記載の画像補正方法において、 高周波成分抽出段階では、個別の周波数の高周波成分を
抽出する処理における、画像から個別の周波数の高周波
成分を削除する方法として、該画像に対して該周波数に
相当するサイズの構造要素を用いてモフォロジーのop
eningとclosingを組み合わせた処理を行う
方法を用いることを特徴とする画像補正方法。
32. The image correction method according to claim 21, wherein in the high frequency component extraction step, a high frequency of an individual frequency is extracted from the image in a process of extracting a high frequency component of an individual frequency. As a method of deleting the component, a morphological op is used for the image by using a structuring element having a size corresponding to the frequency.
An image correction method characterized by using a method of performing a process in which ening and closing are combined.
【請求項33】 請求項31又は請求項32記載の画像
補正方法において、 エッジ保存平滑化画像作成段階では、該画像から各周波
数の高周波成分を削除した画像を作成するだけではな
く、原画像に対してエッジを保存しない平滑化を行って
エッジ非保存平滑化画像を作成し、エッジ保存平滑化画
像とエッジ非保存平滑化画像の対応する各画素について
照合して後者の輝度を前者の輝度に合致するように後者
の輝度を変換して新たなエッジ保存平滑化画像として出
力する方法を用いることを特徴とする画像補正方法。
33. The image correction method according to claim 31 or 32, wherein in the edge-preserving smoothed image creating step, not only an image in which high frequency components of respective frequencies are deleted is created, but an original image is created. On the other hand, an edge-preserving smoothed image is created by performing smoothing that does not preserve edges, and the corresponding luminance of the edge-preserving smoothed image and the edge-preserving smoothed image is compared and the latter luminance is set to the former luminance. An image correction method characterized by using the latter method of converting the luminance so as to match and outputting it as a new edge-preserving smoothed image.
【請求項34】 多階調の原画像を変換して判読性を高
める画像補正装置において、 前記原画像からエッジを抽出するとともに前記原画像を
平滑化して平滑化画像を生成し、前記エッジと前記平滑
化画像を加算してエッジ保存平滑化画像を作成するエッ
ジ保存平滑化画像作成手段と、 前記原画像の単数もしくは複数の周波数の高周波成分を
抽出する高周波成分抽出手段と、 前記原画像の各画素が日向の領域に属する確率と該画素
が影の領域に属する確率を、該画素に該当する前記エッ
ジ保存平滑化画像の画素の情報から算出する確率算出手
段と、 前記エッジ保存平滑化画像に対して、各画素が影の領域
に属すると仮定して輝度階調変換を行って出力し、かつ
各画素が日向の領域に属すると仮定して輝度階調変換を
行って出力するかもしくはそのままのエッジ保存平滑化
画像を出力するエッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段
と、 前記抽出した各周波数の高周波成分に対して、全て影の
領域に属すると仮定して増幅する変換を行って出力し、
かつ全て日向の領域に属すると仮定して増幅する変換を
行って出力するかもしくはそのままの高周波成分を出力
する高周波成分変換手段と、 前記確率算出手段で算出した各領域に属する確率を用い
て、前記エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段から出
力された仮定の領域別の2種類の出力と、前記高周波成
分変換手段から出力された仮定の領域別の2種類の出力
を統合して画像を作成する画像合成手段とを、 具備することを特徴とする画像補正装置。
34. An image correction device for converting a multi-gradation original image to improve legibility, extracts an edge from the original image, and smoothes the original image to generate a smoothed image. An edge-preserving smoothed image creating unit that adds the smoothed images to create an edge-preserving smoothed image; a high-frequency component extracting unit that extracts high-frequency components of a single or a plurality of frequencies of the original image; Probability calculating means for calculating the probability that each pixel belongs to the sunlit area and the probability that the pixel belongs to the shadow area from pixel information of the edge-preserving smoothed image corresponding to the pixel, and the edge-preserving smoothed image. In contrast, assuming that each pixel belongs to the shadow area, the brightness gradation conversion is performed and output, and assuming that each pixel belongs to the sunlit area, the brightness gradation conversion is performed and output. An edge-preserving smoothed image luminance gradation converting unit that outputs an edge-preserving smoothed image as it is, and a conversion that amplifies the extracted high-frequency components of each frequency assuming that they all belong to the shadow region. Output
And using a high-frequency component conversion unit that outputs by performing a conversion that amplifies and outputs the high-frequency component as it is, assuming that it belongs to the sunlit region, and the probability of belonging to each region calculated by the probability calculation unit, An image is obtained by integrating the two types of output for each hypothetical region output from the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion unit and the two types of output for each hypothetical region output from the high frequency component conversion unit. An image correction apparatus comprising: an image synthesizing unit to be created.
【請求項35】 カラー多階調の原画像を変換して判読
性を高める画像補正装置において、 前記原画像の各画素の情報から彩度と色相を抽出する彩
度・色相抽出手段と、 前記原画像からエッジを抽出するとともに前記原画像を
平滑化して平滑化画像を生成し、前記エッジと前記平滑
化画像を加算してエッジ保存平滑化画像を作成するエッ
ジ保存平滑化画像作成手段と、 前記原画像の単数もしくは複数の周波数の高周波成分を
抽出する高周波成分抽出手段と、 前記原画像の各画素が日向の領域に属する確率と該画素
が影の領域に属する確率を、該画素に該当する前記エッ
ジ保存平滑化画像の画素の情報から算出する確率算出手
段と、 前記原画像の各画素から抽出した彩度に対して、前記算
出した各領域に属する確率を用いて削減する変換を加え
る彩度変換手段と、 前記エッジ保存平滑化画像に対して、各画素が影の領域
に属すると仮定して輝度階調変換を行って出力し、かつ
各画素が日向め領域に属すると仮定して輝度階調変換を
行って出力するかもしくはそのままのエッジ保存平滑化
画像を出力するエッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段
と、 前記抽出した各周波数の高周波成分に対して、全て影の
領域に属すると仮定して増幅する変換を行って出力し、
かつ全て日向の領域に属すると仮定して増幅する変換を
行って出力するかもしくはそのままの高周波成分を出力
する高周波成分変換手段と、 前記確率算出手段で算出した各領域に属する確率を用い
て、前記エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段からの
2種類の出力と高周波成分変換手段からの2種類の出力
を統合して画像を作成し、それに前記彩度・色相抽出手
段から出力された原画像の色相の情報と、前記彩度変換
手段から出力された変換後の彩度の情報を統合して画像
を作成する画像合成手段とを、 具備することを特徴とする画像補正装置。
35. An image correction apparatus for converting a color multi-gradation original image to improve legibility, and a saturation / hue extraction means for extracting saturation and hue from information of each pixel of the original image, Edge-preserving smoothed image creating means for creating an edge-preserving smoothed image by extracting edges from the original image and smoothing the original image to generate a smoothed image, and adding the edge and the smoothed image, A high-frequency component extracting means for extracting high-frequency components of a single or a plurality of frequencies of the original image, a probability that each pixel of the original image belongs to a sunlit region, and a probability that the pixel belongs to a shadowed region corresponding to the pixel A probability calculating unit that calculates the pixel information of the edge-preserving smoothed image, and a conversion that reduces the saturation extracted from each pixel of the original image using the calculated probability of belonging to each region. Saturation conversion means for performing the luminance gradation conversion on the edge-preserving smoothed image, assuming that each pixel belongs to a shadow area, and outputting, and assuming that each pixel belongs to a sunlit area Then, an edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means for performing the luminance gradation conversion and outputting or outputting the edge-preserving smoothed image as it is, and for all the extracted high-frequency components of each frequency, Assuming that it belongs to the region, it performs amplification conversion and outputs,
And using a high-frequency component conversion unit that outputs by performing a conversion that amplifies and outputs the high-frequency component as it is, assuming that it belongs to the sunlit region, and the probability of belonging to each region calculated by the probability calculation unit, The two types of outputs from the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means and the two types of outputs from the high frequency component converting means are integrated to create an image, and the original output from the saturation / hue extracting means is created therein. An image correction apparatus comprising: an image synthesizing unit that integrates the information on the hue of the image and the information on the converted saturation output from the saturation converting unit to create an image.
【請求項36】 請求項35記載の画像補正装置におい
て、 彩度変換手段は、確率算出手段で算出した各領域に属す
る確率を用いて統合する手段として、原画像の各画素か
ら抽出した彩度に対して、対応する原画像の画素が影の
領域に属すると仮定して彩度の削減処理を行い、その結
果に該画素が影の領域に属する確率を乗じた値を算出
し、その値と、元の彩度に対して該画素が日向に属する
確率を乗じた値を加算するものであることを特徴とする
画像補正装置。
36. The image correction device according to claim 35, wherein the saturation conversion means is a means for integrating using the probabilities belonging to each region calculated by the probability calculation means, and the saturation extracted from each pixel of the original image. , The saturation reduction processing is performed assuming that the corresponding pixel of the original image belongs to the shadow area, and the result is multiplied by the probability that the pixel belongs to the shadow area to calculate the value. And an image saturation correction device that adds a value obtained by multiplying the original saturation by the probability that the pixel belongs to the sun.
【請求項37】 請求項34乃至請求項36のうちいず
れか1項記載の画像補正装置において、 画像合成手段は、確率算出手段で算出した各領域に属す
る確率を用いて、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手
段からの2種類の出力と、高周波成分変換手段からの2
種類の出力を統合して画像を作成する処理として、前記
エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段からの、エッジ
保存平滑化画像に対して各画素が影の領域に属すると仮
定して輝度階調変換を行った出力に対して各画素が影の
領域に属する確率を乗じた値を算出し、前記エッジ保存
平滑化画像輝度階調変換手段からの、エッジ保存平滑化
画像に対して各画素が日向の領域に属すると仮定して輝
度階調変換を行った出力もしくはそのままのエッジ保存
平滑化画像の出力に対して各画素が日向の領域に属する
確率を乗じた値を算出し、前記高周波成分変換手段から
の各周波数の高周波成分に対して全て影の領域に属する
と仮定して変換を行った出力に対して、対応するエッジ
保存平滑化画像の画素が影の領域に属する確率を乗じた
値を算出し、前記高周波成分変換手段からの各周波数の
高周波成分に対して全て日向の領域に属すると仮定して
変換を行った出力に対して、対応するエッジ保存平滑化
画像の画素が日向の領域に属する確率を乗じた値を算出
し、前記算出した4種類の値を加算するものであること
を特徴とする画像補正装置。
37. The image correction apparatus according to claim 34, wherein the image synthesizing unit uses the probabilities belonging to the respective regions calculated by the probability calculating unit, and the edge-preserving smoothed image. Two types of output from the brightness gradation conversion means and two from the high frequency component conversion means
As a process for creating an image by integrating outputs of various types, it is assumed that each pixel of the edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion unit belongs to a shadow area, assuming that each pixel belongs to a shadow area. A value is calculated by multiplying the output obtained by the tone conversion by the probability that each pixel belongs to the shadow area, and each pixel is added to the edge-preserving smoothed image from the edge-preserving smoothed image luminance gradation converting means. Is calculated as a value obtained by multiplying the output obtained by performing the luminance gradation conversion or the output of the edge-preserving smoothed image as it is, by multiplying the probability that each pixel belongs to the sunny area, The high-frequency components of each frequency from the component conversion means are converted by assuming that they belong to the shadow area, and the output is multiplied by the probability that the corresponding edge-preserving smoothed image pixel belongs to the shadow area. Calculated the value The probability that the pixels of the corresponding edge-preserving smoothed image belong to the sunlit area with respect to the output obtained by performing the conversion on the assumption that all the high frequency components of each frequency from the frequency component conversion means belong to the sunlit area. An image correction apparatus, which calculates a multiplied value and adds the calculated four types of values.
【請求項38】 請求項34乃至請求項36のうちいず
れか1項記載の画像補正装置において、 画像合成手段は、確率算出手段で算出した各領域に属す
る確率を用いて、エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手
段からの2種類の出力と、高周波成分変換手段からの2
種類の出力を統合して画像を作成する処理として、前記
エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段からの、エッジ
保存平滑化画像に対して各画素が影の領域に属すると仮
定して輝度階調変換を行った出力と、前記高周波成分変
換手段からの、各周波数の高周波成分に対して全て影の
領域に属すると仮定して変換を行った出力を、対応する
要素毎に加算して、その値に、対応するエッジ保存平滑
化画像の画素が影の領域に属する確率を乗じた値を算出
し、前記エッジ保存平滑化画像輝度階調変換手段から
の、エッジ保存平滑化画像に対して各画素が日向の領域
に属すると仮定して輝度階調変換を行った出力もしくは
そのままのエッジ保存平滑化画像の出力と、前記高周波
成分変換手段からの、各周波数の高周波成分に対して全
て日向の領域に属すると仮定して変換を行った出力もし
くはそのままの出力を、対応する要素毎に加算して、そ
の値に、対応するエッジ保存平滑化画像の画素が日向の
領域に属する確率を乗じた値を算出し、前記算出された
4種類の値を加算するものであることを特徴とする画像
補正装置。
38. The image correction apparatus according to claim 34, wherein the image synthesizing unit uses the probabilities belonging to each region calculated by the probability calculating unit, and the edge-preserving smoothed image. Two types of output from the brightness gradation conversion means and two from the high frequency component conversion means
As a process for creating an image by integrating outputs of various types, it is assumed that each pixel of the edge-preserving smoothed image brightness gradation conversion unit belongs to a shadow area, assuming that each pixel belongs to a shadow area. The output that has been subjected to the key conversion and the output that has been converted assuming that all the high frequency components of each frequency from the high frequency component conversion means belong to the shadow region, and add for each corresponding element, A value is calculated by multiplying the value by the probability that the pixel of the corresponding edge-preserving smoothed image belongs to the shadow region, and the value is calculated for the edge-preserving smoothed image from the edge-preserving smoothed image luminance gradation conversion means. Assuming that each pixel belongs to the sunlit area, the output that has been subjected to the luminance gradation conversion or the output of the edge-preserving smoothed image as it is, and all the sunlit parts for the high frequency components of each frequency from the high frequency component conversion means. Belongs to the realm of Assuming that the converted output or the output as it is, is added for each corresponding element, and the value is multiplied by the probability that the pixel of the corresponding edge-preserving smoothed image belongs to the sunlit area. Then, the image correction apparatus is characterized by adding the calculated four types of values.
【請求項39】 請求項34乃至請求項38のうちいず
れか1項記載の画像補正装置において、 確率算出手段は、原画像の各画素が日向の領域に属する
確率を算出する処理として、エッジ保存平滑化画像にお
ける該当する画素の情報が日向の領域から発生する確率
を算出し、その値と、事前に投入された値である、エッ
ジ保存平滑化画像における平均的な日向の領域の画素数
の比率とを乗じる処理を行い、かつ、原画像の各画素が
影の領域に属する確率を算出する手段として、エッジ保
存平滑化画像における該当する画素の情報が影の領域か
ら発生する確率を算出し、その値と、事前に投入された
値である、エッジ保存平滑化画像における平均的な影の
領域の画素数の比率とを乗じる処理を行うものであるこ
とを特徴とする画像補正装置。
39. The image correction apparatus according to claim 34, wherein the probability calculation means calculates the probability that each pixel of the original image belongs to a sunlit area, edge preservation. Calculate the probability that the information of the corresponding pixel in the smoothed image will occur from the sunlit area, and that value and the value that was input in advance, which is the average number of pixels in the sunlit area in the edge-preserved smoothed image. As a means of performing the process of multiplying by the ratio and calculating the probability that each pixel of the original image belongs to the shadow area, the probability that the information of the corresponding pixel in the edge-preserving smoothed image occurs from the shadow area is calculated. The image correction apparatus is characterized by performing a process of multiplying the value by a ratio of the number of pixels of an average shadow area in the edge-preserving smoothed image, which is a value input in advance.
【請求項40】 請求項39記載の画像補正装置におい
て、 エッジ保存平滑化画像における該当する画素の情報が日
向の領域から発生する確率を算出するための情報と、前
記エッジ保存平滑化画像における該当する画素の情報が
影の領域から発生する確率を算出するための情報を事前
に学習する学習手段を備えることを特徴とする画像補正
装置。
40. The image correction apparatus according to claim 39, wherein the information for calculating the probability that the information of the corresponding pixel in the edge-preserving smoothed image occurs from the sunlit area, and the corresponding information in the edge-preserving smoothed image. An image correction apparatus comprising: learning means for learning in advance information for calculating the probability that the information of the pixel to be generated from the shadow area.
【請求項41】 請求項34乃至請求項40のうちいず
れか1項記載の画像補正装置において、 確率の代わりに確率密度、もしくは確率に変換を加えた
値、もしくは確率密度に変換を加えた値を使用すること
を特徴とする画像補正装置。
41. The image correction device according to claim 34, wherein the probability density is replaced by a probability density, or a value obtained by transforming the probability, or a value obtained by transforming the probability density. An image correction device characterized by using.
【請求項42】 請求項41記載の画像補正装置におい
て、 確率算出手段は、確率の代わりに確率密度、もしくは確
率密度に変換を加えたを使用する場合、エッジ保存平滑
化画像における画素の情報が日向の領域から発生する確
率密度の算出処理と、エッジ保存平滑化画像における画
素の情報が影の領域から発生する確率密度の算出処理と
して、画素の情報を表す次元数を持つ1次元もしくは多
次元の正規分布の確率密度関数による確率密度の算出を
行うものであることを特徴とする画像補正装置。
42. The image correction apparatus according to claim 41, wherein when the probability calculating means uses a probability density instead of the probability, or the probability density is converted, the information of the pixel in the edge-preserving smoothed image is One-dimensional or multi-dimensional calculation with the number of dimensions representing pixel information is performed as the calculation processing of the probability density generated from the sunlit area and the calculation processing of the probability density generated from the shadow area of the pixel information in the edge-preserving smoothed image. An image correction apparatus, which calculates a probability density using a probability density function of the normal distribution.
【請求項43】 請求項34乃至請求項42のうちいず
れか1項記載の画像補正装置において、 高周波成分抽出手段は、個別の周波数の高周波成分を抽
出する処理として、最も高い周波数の高周波成分に対し
ては、原画像と、原画像から該最も高い周波数の高周波
成分を削除した画像との差分を求めることで抽出し、そ
れ以外の周波数の高周波成分に対しては、該周波数より
も高い高周波成分を全て原画像から削除された画像と、
該画像から該周波数の高周波成分を削除した画像との差
分を求めることで抽出する処理を行うものであることを
特徴とする画像補正装置。
43. The image correction apparatus according to claim 34, wherein the high-frequency component extracting means extracts high-frequency components of individual frequencies as high-frequency components of the highest frequency. On the other hand, it is extracted by obtaining the difference between the original image and the image in which the high frequency component of the highest frequency is deleted from the original image, and for the high frequency components of other frequencies, the high frequency higher than this frequency is extracted. An image with all components removed from the original image,
An image correction apparatus for performing extraction processing by obtaining a difference from an image obtained by deleting a high frequency component of the frequency from the image.
【請求項44】 請求項34乃至請求項43のうちいず
れか1項記載の画像補正装置において、 エッジ保存平滑化画像作成手段は、画像に対して平滑化
の周波数に相当するサイズの構造要素を用いてモフォロ
ジーのopeningとclosingを組み合わせた
処理を行う手段を用いるものであることを特徴とする画
像補正装置。
44. The image correction apparatus according to any one of claims 34 to 43, wherein the edge-preserving smoothed image creating means includes a structuring element having a size corresponding to a smoothing frequency for the image. An image correction apparatus characterized by using a means for performing a process in which morphological opening and closing are combined.
【請求項45】 請求項34乃至請求項44のうちいず
れか1項記載の画像補正装置において、 高周波成分抽出手段は、個別の周波数の高周波成分を抽
出する処理における、画像から個別の周波数の高周波成
分を削除する手段として、該画像に対して該周波数に相
当するサイズの構造要素を用いてモフォロジーのope
ningとclosingを組み合わせた処理を行う手
段を用いるものであることを特徴とする画像補正装置。
45. The image correction apparatus according to any one of claims 34 to 44, wherein the high-frequency component extracting means extracts high-frequency components of individual frequencies from the image in the process of extracting high-frequency components of individual frequencies. As a means for deleting the component, a structuring element having a size corresponding to the frequency is used for the image to operate the morphology.
An image correction apparatus using a means for performing a process in which Ning and closing are combined.
【請求項46】 請求項44又は請求項45記載の画像
補正装置において、 エッジ保存平滑化画像作成手段は、該画像から各周波数
の高周波成分を削除した画像を作成するだけではなく、
原画像に対してエッジを保存しない平滑化を行ってエッ
ジ非保存平滑化画像を作成し、エッジ保存平滑化画像と
エッジ非保存平滑化画像の対応する各画素について照合
して後者の輝度を前者の輝度に合致するように後者の輝
度を変換して新たなエッジ保存平滑化画像として出力す
る手段を用いるものであることを特徴とする画像補正装
置。
46. The image correction apparatus according to claim 44 or claim 45, wherein the edge-preserving smoothed image creating means not only creates an image in which high-frequency components of respective frequencies are deleted from the image,
An edge-preserving smoothed image is created by performing edge-preserving smoothing on the original image, and the pixels of the corresponding edges of the edge-preserving smoothing image and the edge-preserving smoothing image are compared to determine the luminance of the latter. An image correction apparatus using means for converting the latter luminance so as to match the luminance of and outputting it as a new edge-preserving smoothed image.
【請求項47】 請求項1乃至請求項10及び請求項2
1乃至請求項33のうちいずれか1項記載の画像補正方
法における段階をコンピュータに実行させるためのプロ
グラムを、前記コンピュータが読み取り可能な記録媒体
に記録したことを特徴とする画像補正方法を記録した記
録媒体。
47. Claims 1 to 10 and 2.
An image correction method, characterized in that a program for causing a computer to execute the steps of the image correction method according to any one of claims 1 to 33 is recorded on a computer-readable recording medium. recoding media.
【請求項48】 請求項11乃至請求項20及び請求項
34乃至請求項46のうちいずれか1項記載の画像補正
装置を組み込んだことを特徴とする画像撮影装置。
48. An image photographing device, characterized in that the image correction device according to any one of claims 11 to 20 and 34 to 46 is incorporated.
【請求項49】 請求項11乃至請求項20及び請求項
34乃至請求項46のうちいずれか1項記載の画像補正
装置を組み込んだことを特徴とする画像表示装置。
49. An image display device comprising the image correction device according to any one of claims 11 to 20 and 34 to 46.
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