JP4404865B2 - 画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理装置を備えた映像装置 - Google Patents
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Description
これらの画像処理装置は、例えば、下記特許文献1に記載の画像処理装置の如く、入力画像の輝度分布を求め、かかる輝度分布に基づいて、輝度の入出力特性を制御することによりコントラストの強調を行うものである。
しかしながら、従来のコントラスト強調の方法では、入力画像の輝度分布のみに基づいてコントラスト強調を行うため、例えば、肌色などの特定色については、コントラスト強調の結果、どす黒くなり違和感のある色となってしまうといった変色の問題があった。
トラスト調整手段と、入力画像の色情報を算出する色情報算出手段と、入力画像の輝度、コントラスト調整手段によるコントラスト調整後画像の輝度および入力画像の色情報に基づいて出力画像の輝度を制御する輝度制御手段と、入力画像の彩度に応じた彩度係数を算出する彩度係数算出手段とを備えている。そして、色情報算出手段は、入力画像の色相に応じた色相係数を算出する色相係数算出手段を備えている。そして、輝度制御手段は、色相係数および彩度係数に基づいて出力画像の輝度制御のための輝度制御係数を算出する輝度制御係数算出手段を備えている。
かかる輝度制御手段は、入力画像の輝度とコントラスト調整手段によるコントラスト調整後画像の輝度を色相係数および輝度制御係数に基づいて加重加算することにより出力画像の輝度を制御する。
図1は、本発明に係る第1の実施形態の構成を示す図である。
Y=0.299R×0.587G×0.114B
として算出され、HD(High Definition)映像の場合には、
Y=0.213R×0.715G×0.072B
として算出される。
<コントラスト強調部101>
コントラスト強調部101は、入力輝度信号に基づいてコントラスト強調を行う。
(1)低輝度領域
入出力曲線に基づいてコントラスト強調を行う。
<色相算出部102>
色相算出部102は、各画素について、入力画像信号から入力色差信号を算出し、か
かる入力色差信号から色相を算出する。ここで、色相とは、赤・黄・緑・シアン・青・マゼンダといった色合いを意味する。図2に色相環図を示す。色相環とは色相を環状に配置したものである。色相は色相環上で色差信号BYを基準として0〜360度で表される。従って、色相Hは、次式(数3)に示す如く色差信号RYとBYの為す角度で表される。
色相ゲイン算出部103は、算出された色相に基づいて各画素に対する色相ゲインHGを算出する。色相ゲインHGとは、特定の色相に対するコントラスト強調を抑制するための係数である。色相ゲイン算出部103は、コントラスト強調部101によるコントラスト強調を抑えたい色相に対しては、色相ゲインHGが大きくなるように算出する。逆にコントラスト強調を抑える必要がない色相に対しては、色相ゲインHGが小さくなるように算出する。
準色相)θoをあらかじめ設定し、かかる基準色相θoと入力画像信号の色相θとの差分の大きさ|θ-θo|と色相ゲインHGの関係を規定する所定の関数(以下、|θ-θo|-HG関数と記載する。)に基づいて各画素に対する色相ゲインHGを算出する。
相ゲインHGであり、本第1の実施形態では、その最大値を1としている。|θ-θo|-HG関数によると、差分の絶対値が小さい場合、即ち、入力画像信号の色相が基準色相に近い場合は、その画素の色は特定色に近いとみなし、色相ゲインHGが大きくなる(コントラスト強調の抑制が大きくなる。)。差分の絶対値が所定値(θc)以上の場合は、色相ゲインHGを一定値(0)としている。尚、所定値(θc)は、経験的、実験的に決定される値である。
定する所定の関数(以下、θ-HG関数と記載する。)に基づいて色相ゲインHGを算出することとしてもよい。
軸が色相ゲインHGであり、本第1の実施形態では、その最大値を1としている。θ−HG関数によると、例えば、入力画像信号の色相θがθ=θ2のとき色相ゲインHGが最大となる。この場合は、色相ゲインHGは、コントラスト強調の抑制が最大となる方向に作用することとなる。他方、入力画像信号の色相θがθ1、θ2、θ3、θ4以外の場合は、色相ゲインHGは最小値となる。この場合は、色相ゲインHGは、コントラスト強調の抑制が最小となる方向に作用することとなる。
ラスト強調を抑制することが可能となる。
<特定色制御部104>
特定色制御部104は、各画素について、入力輝度信号、強調後輝度信号及び色相ゲインHGの加重加算により出力すべき画像信号における輝度信号(出力輝度信号と記載する。)を算出する。そして算出した出力輝度信号に応じた画像信号を生成し出力する。
(第2の実施形態)
図6は、本発明の第2の実施形態の構成を示す図である。
以下、上記各構成要素について詳説する。
明の第1の実施形態の場合と同様の処理を行うためその説明を省略する。
<彩度算出部105>
彩度算出部105は、各画素について、入力画像信号から入力色差信号を算出し、かかる入力色差信号から彩度を算出する。ここで、彩度とは、色の鮮やかさ、色の純度を意味し、彩度が高いと純粋な色に近づき、反対に彩度が低いと濁った色(グレー)に近づく。彩度の値の範囲は0〜100%である。図2の色相環図中において彩度は矢印の長さで表現される。即ち、彩度値Sは、次式(数5)に示す如く色差信号RY、BYの2乗和の平方根により算出される。
彩度ゲイン算出部106は、算出された彩度に基づいて各画素に対する彩度ゲインSGを算出する。彩度ゲインSGとは、入力画像信号の彩度に応じてコントラスト強調を抑制するための係数である。彩度ゲイン算出部106は、入力画像信号の彩度が大きくなるにつれて、彩度ゲインSGも大きくなるように算出する(コントラスト強調の抑制を大きくする方向)。
具体的には、彩度ゲイン算出部106は、入力画像信号の彩度Sと彩度ゲインSGとの関係を規定する所定の関数(以下、S-SG関数と記載する。)に基づいて、彩度ゲインSGを算出する。
図7はS-SG関数の一例を示すグラフである。横軸が彩度Sであり、縦軸が彩度ゲインSGである。尚、本第2の実施形態では、彩度ゲインSGの最大値を1としている。
<ゲイン統合部107>
ゲイン統合部107は、次式(数6)により、各画素について、算出された色相ゲインHG[n]および彩度ゲインSG[n]を乗じて抑制ゲインCG[n]を算出する。尚、nは各画素を識別する番号を表しており、正の整数である。
特定色制御部108は、各画素について、入力輝度信号、強調後輝度信号及びゲイン統合部107により算出された抑制ゲインCGを加重加算するにより出力輝度信号を算出する。そして算出した出力輝度信号に応じた画像信号を生成し出力する。
これにより、ユーザがコントラスト強調を抑制したい色についてより、精度よくコントラスト強調を抑制することが出来る。
(第3の実施形態)
図8は、本発明の第3の実施形態の構成を示す図である。
以下、上記各構成要素について詳説する。
05、彩度ゲイン算出部106及び特定色抑制部108は本発明の第1の実施形態又は第2の実施形態の場合と同様の処理を行うためその説明を省略する。
<輝度算出部109>
輝度算出部109は、各画素について、入力画像信号から入力輝度信号を算出する。
<輝度ゲイン算出部110>
輝度ゲイン算出部110は、各画素における入力輝度信号と強調後輝度信号との差分
(入力輝度信号−強調後輝度信号であり、以下、輝度差分と記載する。)に基づいて各画素に対する輝度ゲインYGを算出する。輝度ゲインYGとは、輝度差分に応じてコントラスト強調を抑制するための係数である。輝度ゲイン算出部110は、輝度差分が大きくなる(輝度が低下する)につれて、輝度ゲインYGも大きくなるように算出する(コントラスト強調の抑制を大きくする方向)。
具体的には、輝度ゲイン算出部110は、入力輝度信号Yinと強調後輝度信号をCoutとし、輝度差分(Yin-Cout)と輝度ゲインYGとの関係を規定する所定の関数(以下、(Yin-Cout)-YG関数と記載する。)に基づいて、輝度ゲインYGを算出する。
図9は(Yin-Cout)-YG関数の一例を示すグラフである。横軸が輝度差分(Yin-Cout)であり、縦軸が輝度ゲインYGである。尚、本第3の実施形態では、輝度ゲインYGの最大値を1としている。
<ゲイン統合部111>
ゲイン統合部111は、次式(数8)により、各画素について、算出された色相ゲインHG[n]、彩度ゲインSG[n]および輝度ゲインYG[n]を乗じて抑制ゲインCG[n]を算出する。尚、nは各画素を識別する番号を表しており、正の整数である。
(第4の実施形態)
図10は、本発明に係る第4の実施形態の概略構成を示す図である。
101 コントラスト強調部
102 色相算出部
103 色相ゲイン算出部
104 特定色抑制部
105 彩度算出部
106 彩度ゲイン算出部
107 ゲイン統合部
109 輝度算出部
110 輝度ゲイン算出部
111 ゲイン統合部
Claims (5)
- 入力画像のコントラスト調整を行うコントラスト調整手段と、
入力画像の色情報を算出する色情報算出手段と、
入力画像の輝度、コントラスト調整手段によるコントラスト調整後画像の輝度および入
力画像の色情報に基づいて出力画像の輝度を制御する輝度制御手段と、
入力画像の彩度に応じた彩度係数を算出する彩度係数算出手段と、
を備え、
色情報算出手段は、
入力画像の色相に応じた色相係数を算出する色相係数算出手段、を備え、
輝度制御手段は、
色相係数および彩度係数に基づいて出力画像の輝度制御のための輝度制御係数を算出す
る輝度制御係数算出手段、を備え、
輝度制御手段は、入力画像の輝度とコントラスト調整手段によるコントラスト調整後画
像の輝度を色相係数および輝度制御係数に基づいて加重加算することにより出力画像の輝度を制御することを特徴とする画像処理装置。 - 入力画像のコントラスト調整を行うコントラスト調整手段と、
入力画像の色情報を算出する色情報算出手段と、
入力画像の輝度、コントラスト調整手段によるコントラスト調整後画像の輝度および入
力画像の色情報に基づいて出力画像の輝度を制御する輝度制御手段と、
入力画像の彩度に応じた彩度係数を算出する彩度係数算出手段と、
入力画像の輝度とコントラスト調整手段によるコントラスト調整後画像の輝度との差分
に基づいて輝度係数を算出する輝度係数算出手段と、
を備え、
色情報算出手段は、
入力画像の色相に応じた色相係数を算出する色相係数算出手段、を備え、
輝度制御手段は、
色相係数、彩度係数および輝度係数に基づいて出力画像の輝度制御のための輝度制御係
数を算出する輝度制御係数算出手段、を備え、
輝度制御手段は、入力画像の輝度とコントラスト調整手段によるコントラスト調整後画
像の輝度を色相係数および輝度制御係数に基づいて加重加算することにより出力画像の輝
度を制御することを特徴とする画像処理装置。 - 彩度係数算出手段は、彩度係数が取り得る値の範囲を0以上1以下とし、入力画像の彩
度が予め決められた所定彩度に近づくに従って、彩度係数が大きくなるように算出し、
色相係数算出手段は、色相係数が取り得る値の範囲を0以上1以下とし、入力画像に含
まれる色相が予め決められた所定色相に近づくに従って、色相係数が大きくなるように算
出し、
輝度制御係数算出手段は、色相係数と彩度係数の積を輝度制御係数として算出し、
輝度制御手段は、入力画像の輝度と輝度制御係数との積にコントラスト調整後画像の輝
度と色相係数の1に対する補数との積を加算したものを出力画像の輝度とすることを特徴
とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 彩度係数算出手段は、彩度係数が取り得る値の範囲を0以上1以下とし、入力画像の彩
度が予め決められた所定彩度に近づくに従って、彩度係数が大きくなるように算出し、
輝度係数算出手段は、輝度係数が取り得る値の範囲を0以上1以下とし、入力画像の輝
度とコントラスト調整手段によるコントラスト調整後画像の輝度との差分が予め決められ
た所定値に近づくに従って、輝度係数が大きくなるように算出し、
色相係数算出手段は、色相係数が取り得る値の範囲を0以上1以下とし、入力画像に含
まれる色相が予め決められた所定色相に近づくに従って、色相係数が大きくなるように算
出し、
輝度制御係数算出手段は、色相係数、彩度係数および輝度係数の積を輝度制御係数とし
て算出し、
輝度制御手段は、入力画像の輝度と輝度制御係数との積にコントラスト調整後画像の輝
度と色相係数の1に対する補数との積を加算したものを出力画像の輝度とすることを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 入力画像を受信する受信装置と、
該受信装置が受信した入力画像に画像処理を施す請求項1乃至4のいずれかに記載の画
像処理装置と、
該画像処理装置から出力される出力画像を表示する表示装置と、
を具える映像装置。
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JP2006047552A JP4404865B2 (ja) | 2006-02-23 | 2006-02-23 | 画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理装置を備えた映像装置 |
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