JP4176681B2 - 画像エッジ補正装置及び画像エッジ補正方法 - Google Patents
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Description
1つは大きな低周波数エッジの特性を改善する処理である。このようなエッジは十分広いエッジ領域であるTransient Areaを持ち、十分大きなコントラストのあるエッジである。この処理はTI(Transient Improvement)処理と呼ぶ。もう1つの処理は画像の細部を表すエッジを含め全てのエッジ情報を強調する処理である。この処理はEE(Edge Enhancement)処理と呼ぶ。TI処理はOver/Undershootを付けず、EE処理はOver/Undershootを付ける。
L(i)=Y(i−2)+Y(i−1)+Y(i+2)+Y(i+1)−4Y(i)…(1)、
L(k)×L(k+1)≦0…(2)
Yz=Y−gd×d、Yz=Y+gb×d
図1は、本発明に係る画像エッジ補正装置を示すブロック図である。この装置は、原画像輝度信号入力部21、エッジ検出部22、エッジ判定部23、エッジ中心移動部24、補正処理部25、出力選択部26、EE処理部27、補正画像輝度信号出力部28から構成される。
入力画像信号の形式は、画像のRGB信号やYUV信号などがあるが、原画像輝度信号入力部21は画像の輝度信号Yを使用する。エッジ検出部22は全てのエッジを検出する機能を持つ。検出したエッジが大きな低周波数エッジか否かの判断はエッジ判定部23で実現する。これで選別した対象エッジにしかTI処理を加えないので、補正処理の必要のないエッジに影響を与えない。エッジの選別はエッジの傾きやエッジの幅を見て行なう。
まず、エッジの検出部22は、エッジの検出を次式(1)の5タップのフィルタを使って実現する。ここで、Lはフィルタの出力信号、Yは原画像の輝度信号である。
L(i)=Y(i−2)+Y(i−1)+Y(i+2)+Y(i+1)−4Y(i) … (1)
図2(a)の原画像信号のエッジに対して、図2(b)は式(1)によるフィルタ出力である。エッジの中心点の近傍で、隣接する画素kと画素(k+1)の信号において、式(1)の出力が、式(2)の性質を持つものがある。
L(k)×L(k+1)≦0 … (2)
w≧Wmin … (3)
式(1)の出力符号が変った所における2画素値の差の絶対値|Y(k)−Y(k+1)|をエッジの傾きdと記す。エッジ判定部23は次式(4)を満たすか否かを判別する。ここで、DminとDmaxはTI処理のエッジ範囲を示す閾値で、予め設定する。
Dmin≦d≦Dmax … (4)
従って、式(4)を満たすなら、TI処理に適切なエッジであるので、エッジ中心移動部24にて処理を行う。そうでなければ、検出したエッジは、TI処理に適切なエッジではないので、出力選択部26へTI処理に適切でないエッジであることを出力する。
wd=w×p … (5a)
wb=w−wd … (5b)
こうしてエッジ中心移動部24は、明暗エリアの境目をエッジ中心とする。
hi=tg(ai)×wi×(Max−Min)/w … (6)
Ys=(1−ki)×Y+ki×Yc … (7)
補正方法としては先ずtransient area内で原画像輝度信号Yの差分絶対値d(図5(b)参照)を求める。暗いエリアにゲインgdを、明るいエリアにゲインgbを夫々設ける。gdとgbは正数である。補正は次式(8a)(8b)で行なう。
Yz=Y−gd×D … (8a)
Yz=Y+gb×D … (8b)
補正画像輝度信号出力部28において、EE処理部27の結果に範囲の超える値があるので、それらの値をクリップ処理した上に出力する。
22 エッジ検出部
23 エッジ判定部
24 エッジ中心移動部
25 補正処理部
26 出力選択部
27 EE処理部
28 補正画像輝度信号出力部
Claims (16)
- 画像信号に対して、エッジ領域であるTransient Areaを検出するエッジ検出手段と、
検出したTransient AreaがTI処理を行うべきエッジか否かを判定するエッジ判定手段と、
該エッジ判定手段が補正処理をすべきエッジと判定した場合にはTI処理を行う補正処理手段とを備え、
前記エッジ検出手段は、前記画像の輝度信号Yが入力された5タップのフィルタの出力Lの式(1)用い、エッジの中心点に近傍で、隣接する画素kと画素(k+1)の信号において、式(2)を満たすものをエッジと検出し、
前記エッジ判定手段は、検出したエッジ幅が所定値より大きい場合に、前記式(2)を満たす2画素値の差の絶対値d=|Y(k)−Y(k+1)|がTI処理のエッジ範囲を示す最大閾値と最小閾値の間に存在する場合は、補正処理すべきエッジであると判定することを特徴とする画像エッジ補正装置。
L(i)=Y(i−2)+Y(i−1)+Y(i+2)+Y(i+1)−4Y(i)…(1)、
L(k)×L(k+1)≦0…(2) - 該エッジ判定手段が補正処理をすべきエッジと判定した場合、エッジ中心をTI処理において自然な補正効果を得る位置に移動するエッジ中心移動手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像エッジ補正装置。
- 前記エッジ中心移動手段は、Transient Areaを暗いエリアと軽いエリアに分け、各エリアの幅がエッジ幅に対して所定の割合になるように明暗の境をエッジ中心に移動することを特徴とする請求項2に記載の画像エッジ補正装置。
- 前記補正処理手段は、Transient Areaを明暗エリアに分けて、暗いエリアと明るいエリアに対して夫々異なるパラメータで補正処理を行なうことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の画像エッジ補正装置。
- 前記補正処理手段は、Transient Areaの両端から局所最大画素値にある水平線と局所最小画素値にある水平線を基準にして、画像信号との2つの角度変数と明暗の境目へのエッジ中心移動量を用いて補正することを特徴とする請求項4に記載の画像エッジ補正装置。
- 前記補正処理手段は、明るいエリアの補正結果を暗いエリアの補正結果の最大値でクリップし、暗いエリアの補正結果を明るいエリアの最大値でクリップすることを特徴とする請求項5に記載の画像エッジ補正装置。
- 前記補正処理手段は、暗いエリアに正数ゲインgdを、明るいエリアに正数ゲインgbを夫々設け、原画像輝度信号Y、2画素値の差の絶対値を示す差分絶対値d、補正後の画像輝度信号Yzに対し次の式が成り立つように補正することを特徴とする請求項5に記載の画像エッジ補正装置。
Yz=Y−gd×d、Yz=Y+gb×d - エッジ強調の補正処理は、TI処理後に行なうことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の画像エッジ補正装置。
- 画像信号に対して、エッジ領域であるTransient Areaを検出し、
検出したTransient AreaがTI処理を行うべきエッジか否かを判定し、
補正処理をすべきエッジと判定した場合にはTI処理を行うことを特徴とする画像エッジ補正方法において、
前記画像の輝度信号Yが入力された5タップのフィルタの出力Lの式(1)用い、エッジの中心点に近傍で、隣接する画素kと画素(k+1)の信号において、式(2)を満たすものをエッジと検出し、
検出したエッジ幅が所定値より大きい場合に、前記式(2)を満たす2画素値の差の絶対値d=|Y(k)−Y(k+1)|がTI処理のエッジ範囲を示す最大閾値と最小閾値の間に存在する場合は、補正処理すべきエッジであると判定することを特徴とする画像エッジ補正方法。
L(i)=Y(i−2)+Y(i−1)+Y(i+2)+Y(i+1)−4Y(i)…(1)、
L(k)×L(k+1)≦0…(2) - 補正処理をすべきエッジと判定した場合、エッジ中心をTI処理において自然な補正効果を得る位置に移動することを特徴とする請求項9に記載の画像エッジ補正方法。
- Transient Areaを暗いエリアと軽いエリアに分け、各エリアの幅がエッジ幅に対して所定の割合になるように明暗の境をエッジ中心に移動することを特徴とする請求項10に記載の画像エッジ補正方法。
- Transient Areaを明暗エリアに分けて、暗いエリアと明るいエリアに対して夫々異なるパラメータで補正処理を行なうことを特徴とする請求項9から11のいずれか一項に記載の画像エッジ補正方法。
- Transient Areaの両端から局所最大画素値にある水平線と局所最小画素値にある水平線を基準にして、画像信号との2つの角度変数と明暗の境目へのエッジ中心移動量を用いて補正することを特徴とする請求項12に記載の画像エッジ補正方法。
- 明るいエリアの補正結果を暗いエリアの補正結果の最大値でクリップし、暗いエリアの補正結果を明るいエリアの最大値でクリップすることを特徴とする請求項13に記載の画像エッジ補正方法。
- 暗いエリアに正数ゲインgdを、明るいエリアに正数ゲインgbを夫々設け、原画像輝度信号Y、2画素値の差の絶対値を示す差分絶対値d、補正後の画像輝度信号Yzに対し次の式が成り立つように補正することを特徴とする請求項13に記載の画像エッジ補正方法。
Yz=Y−gd×d、Yz=Y+gb×d - エッジ強調の補正処理は、TI処理後に行なうことを特徴とする請求項9から15のいずれか一項に記載の画像エッジ補正方法。
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