JP4455554B2 - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents
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Description
本発明は、静止画及び動画といった画像データを高画質化するものであり、より詳しくは、画像処理装置に入力される画像データの階調及び彩度を補正する処理を実行する画像処理装置及び画像処理方法に関する。 The present invention improves image quality of image data such as still images and moving images, and more specifically, an image processing device that executes processing for correcting gradation and saturation of image data input to the image processing device, and The present invention relates to an image processing method.
昨今、画像データを扱う様々な機種では、画像データをより高画質なものとするために高画質化処理を実行することが一般的となっている。例えば、テレビなどでは入力された映像データに対して、様々な画像処理を行っている。こうした画像処理は、入力される映像データをユーザの好みに合わせた映像データに変換するため、又は映像データを表示する表示デバイスの特性に合わせた映像データに変換するためなどに行われる。 In recent years, in various models that handle image data, it is common to perform image quality enhancement processing in order to make the image data higher quality. For example, a television or the like performs various image processing on input video data. Such image processing is performed to convert input video data into video data that suits the user's preference, or to convert it into video data that matches the characteristics of the display device that displays the video data.
このような画像処理の一つとして、階調補正処理がある。階調補正処理は、入力された映像データに対して所定のルールに基づく変換特性を適用し、最適な出力映像データを生成することで映像の高画質化を図ることを目的としたものである。なお、こうした階調補正処理のことをガンマ補正処理(γ補正処理)と称することもある。 One example of such image processing is gradation correction processing. The gradation correction processing is intended to improve the image quality of the video by applying conversion characteristics based on a predetermined rule to the input video data and generating optimal output video data. . Such gradation correction processing may be referred to as gamma correction processing (γ correction processing).
さて、テレビにおける階調補正処理としては、輝度値における黒側の入力映像信号を入力レベルに比して低下させる処理である黒伸長処理が知られている。また、輝度値における白側の入力映像信号を入力レベルに比して上昇させる処理である白伸長処理が知られている。その他、一般的によく知られたγカーブを用いた階調補正処理も実施されている。さらに最近では、映像の1フレーム毎に1フレーム内の画素の輝度値を元にヒストグラムを作成する。そして、そのヒストグラムを輝度レベルに応じて段階的に分割し、各レベルでの頻度を求める。最終的に、各レベルでの頻度分布から複雑な形状のγカーブを使用する手法なども行われるようになっている。つまり、低輝度側は映像信号の特性に応じた黒伸張処理を行うとともに、高輝度側は同じく信号特性に応じた白伸張処理を行うといった、複雑な階調補正処理が行われている。 As a gradation correction process in a television, a black expansion process, which is a process for reducing the input video signal on the black side in the luminance value as compared with the input level, is known. Also known is a white expansion process, which is a process for increasing the input video signal on the white side in the luminance value as compared with the input level. In addition, tone correction processing using a generally well-known γ curve is also performed. More recently, a histogram is created for each frame of video based on the luminance values of pixels in one frame. Then, the histogram is divided stepwise according to the luminance level, and the frequency at each level is obtained. Finally, a method of using a γ curve having a complicated shape from the frequency distribution at each level is also performed. That is, complicated gradation correction processing is performed such that the low luminance side performs black expansion processing according to the characteristics of the video signal and the high luminance side similarly performs white expansion processing according to the signal characteristics.
しかし、階調補正処理によっては、彩度が変化してしまう色が存在するという問題があった。特許文献1にも、カラーマッチングにおける黒レベルの違いを補正する階調補正処理を行った場合、処理によっては彩度の変化も生じさせてしまうことが開示されている。これらの課題を解決するために、特許文献1ではγ補正処理により生じる彩度の変化を補正する彩度補正手段を有することが記載されている(特に、段落[0051]以降を参照)。
特許文献1の手法は、デバイスのレンジ補正と明度方向のレンジγ補正とに加え、そこで用いたγ値と関連付けた彩度補正を行うものである。ここで、本手法における彩度補正ではレンジγ補正で使用したべき関数のべき係数を用いることになっている。つまり、単一のγ値をベースとして彩度補正を行うことになる。しかしながら、テレビの階調補正処理で使用する変換特性を単一のγ値で表現するのは実使用上困難な場合が多い。例えば、ヒストグラムを用いて作られた複雑な形状のカーブ(変換特性)を一つのγ値で表現するのは困難である。そのため、単一のγ値に応じて彩度補正を行う特許文献1の手法は、昨今一般化しているテレビでの映像処理に対しては有効を言い難い。
The method of
また、一般的なテレビの場合、階調補正処理が行われた映像信号に対して彩度を強調する彩度強調処理を行う。しかしながら黒伸長処理を行うことで画像の暗部(低輝度部)の彩度が特に上昇した画像データに対し、さらに通常の彩度強調処理を加えると、暗部が高彩度になり過ぎ、ノイズを含んだ映像データとなってしまう場合がある。特許文献1では、この点に関して技術的な言及がなされていない。
In the case of a general television, a saturation enhancement process for enhancing the saturation is performed on a video signal subjected to the gradation correction process. However, if normal saturation enhancement processing is applied to image data whose saturation in the dark portion (low luminance portion) of the image has been particularly increased by performing black extension processing, the dark portion becomes too saturated and contains noise. It may become video data. In
なお、特開2003−235055号には低輝度領域における色ノイズを低減するため、彩度変調特性(輝度レベルに対して彩度レベルのゲインを定めた特性のこと)を的確に決定することを目的とした技術が開示されている。特開2003−235055号では入力映像信号の低輝度領域(黒部分)を浮かせる処理(輝度を高める補正処理)を行った場合に、彩度補正の補正量を低下させる処理を開示している。つまり、黒伸張処理とは逆の処理を行った場合に低彩度化した画像データに補正するものである。これは、特開2003−235055号が解決しようとする課題については効果が得られる。しかし、本発明が解決しようとする課題に対しては逆効果となる可能性がある。 In JP 2003-235055 A, a saturation modulation characteristic (a characteristic in which a gain of a saturation level is determined with respect to a luminance level) is accurately determined in order to reduce color noise in a low luminance region. The intended technique is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-235055 discloses a process for reducing the correction amount of saturation correction when a process of raising a low luminance area (black portion) of an input video signal (a correction process for increasing luminance) is performed. That is, the image data is corrected to a low-saturated image data when a process opposite to the black expansion process is performed. This is effective for the problem to be solved by Japanese Patent Laid-Open No. 2003-235055. However, the problem to be solved by the present invention may be counterproductive.
本発明は、階調補正処理において黒伸張処理を行った場合でも、最終的に得られる出力信号の彩度変化を簡易な構成で防ぐことが可能な画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。 The present invention provides an image processing apparatus and an image processing method capable of preventing a change in saturation of an output signal finally obtained with a simple configuration even when black expansion processing is performed in gradation correction processing. With the goal.
上記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、明るさを示す輝度信号と色味を示す色味成分信号とを含む色信号で表現された複数の画素から構成される画像データに対して、当該画像データを構成する各画素の輝度信号を、所定のγ補正特性に従って補正する階調補正処理を実行する階調補正手段と、当該画像データを構成する各画素の色味成分信号を所定の彩度補正量に従って補正する彩度補正処理を実行する彩度補正手段とを有する画像処理装置であって、前記γ補正特性は、画像データを構成する各画素の輝度信号のうち、所定の輝度値よりも低輝度である輝度信号がさらに低輝度となるように補正する黒伸長特性を有し、前記画像処理装置は、前記黒伸長特性における、前記所定の輝度値よりも低輝度である輝度信号をさらに低輝度となるように階調補正を実行する際の補正度合いを示す黒変調量信号を前記階調補正手段で階調補正処理される画像データ単位で生成する生成手段と、前記生成手段で生成された黒変調量信号を用いて、前記階調補正手段で階調補正処理された画像データを構成する各画素の色味成分信号を補正する彩度補正量を決定する決定手段と、を有し、前記決定手段は、前記黒変調量信号が輝度信号を低輝度とする補正度合いが小さいことを示す場合には前記彩度補正量を大きくし、輝度信号を低下させる補正度合いが大きくなるにつれて前記彩度補正量を小さくするように彩度補正量を決定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to the present invention converts image data composed of a plurality of pixels expressed by a color signal including a luminance signal indicating brightness and a color component signal indicating color. On the other hand, gradation correction means for performing gradation correction processing for correcting the luminance signal of each pixel constituting the image data according to a predetermined γ correction characteristic, and the color component signal of each pixel constituting the image data And a saturation correction unit that executes a saturation correction process for correcting the saturation according to a predetermined saturation correction amount, wherein the γ correction characteristic is a luminance signal of each pixel constituting the image data. A black expansion characteristic that corrects a luminance signal having a luminance lower than a predetermined luminance value so that the luminance signal has a lower luminance; and the image processing apparatus has a luminance lower than the predetermined luminance value in the black expansion characteristic. The luminance signal that is Generating means for generating a black modulation amount signal indicating a correction degree when gradation correction is performed so as to achieve low luminance in units of image data subjected to gradation correction processing by the gradation correction means; and generating by the generation means Determination means for determining a saturation correction amount for correcting the color component signal of each pixel constituting the image data subjected to the gradation correction processing by the gradation correction means using the black modulation amount signal thus obtained. The determining means increases the saturation correction amount when the black modulation amount signal indicates that the correction level for lowering the luminance signal is small, and increases the correction level for decreasing the luminance signal. The saturation correction amount is determined so as to reduce the saturation correction amount.
また、上記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、複数の原色信号で表現された複数の画素から構成される画像データに対して、当該画像データを構成する各画素の明るさ成分を示す階調値を生成し、当該階調値を用いて画素数分布を示す階調ヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、当該階調ヒストグラムの画素数分布に基づいて決定したγ補正特性を用いて、前記画像データの階調補正処理を実行する階調補正手段と、前記階調補正手段で階調補正された画像データを所定の彩度補正量に従って補正する彩度補正処理を実行する彩度補正手段とを有する画像処理装置であって、前記γ補正特性は、画像データを構成する各画素の階調値のうち、所定の輝度値よりも低輝度である階調値がさらに低輝度となるように補正する黒伸長特性を有し、前記画像処理装置は、前記黒伸長特性における、前記所定の輝度値よりも低輝度である階調値をさらに低輝度となるように階調補正を実行する際の補正度合いを示す黒変調量信号を前記階調補正手段で階調補正処理される画像データ単位で生成する生成手段と、前記生成手段で生成された黒変調量信号を用いて、前記階調補正手段で階調補正処理された画像データの彩度補正量を決定する決定手段と、を有し、前記生成手段は、前記階調ヒストグラムにおいて、前記所定の輝度値よりも低輝度である階調値の画素数が少なくなるほど、前記補正度合いが大きくなるように前記黒変調量信号を生成し、前記決定手段は、前記黒変調量信号が、前記補正度合いが小さいことを示す場合には前記彩度補正量を大きくし、前記補正度合いが大きくなるにつれて前記彩度補正量を小さくするように彩度補正量を決定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the image processing apparatus of the present invention, for image data composed of a plurality of pixels expressed by a plurality of primary color signals, brightness of each pixel constituting the image data. Histogram generation means for generating a gradation value indicating a component, generating a gradation histogram indicating a pixel number distribution using the gradation value, and a γ correction characteristic determined based on the pixel number distribution of the gradation histogram And a gradation correction unit that executes gradation correction processing of the image data, and a saturation correction processing that corrects the image data that has been gradation corrected by the gradation correction unit according to a predetermined saturation correction amount. An image processing apparatus having a saturation correction unit, wherein the γ correction characteristic has a lower gradation value that is lower than a predetermined luminance value among gradation values of each pixel constituting the image data. Correct for brightness The image processing apparatus performs gradation correction so that a gradation value that is lower in luminance than the predetermined luminance value in the black expansion characteristic is further reduced. Using the generation unit that generates a black modulation amount signal indicating a correction degree in units of image data subjected to gradation correction processing by the gradation correction unit, and using the black modulation amount signal generated by the generation unit, the gradation correction Determining means for determining a saturation correction amount of the image data subjected to the gradation correction processing by the means, wherein the generation means is a gradation having a luminance lower than the predetermined luminance value in the gradation histogram. The black modulation amount signal is generated so that the degree of correction increases as the number of pixels of the value decreases, and the determining means determines that the color saturation amount signal indicates that the degree of correction is small. Increase the degree of correction and Degree and determining a saturation correction amount so as to reduce the saturation correction amount as large.
また、上記目的を達成するために、本発明の画像処理方法は、明るさを示す輝度信号と色味を示す色味成分信号とを含む色信号で表現された複数の画素から構成される画像データに対して、当該画像データを構成する各画素の輝度信号を、所定のγ補正特性に従って補正する階調補正処理を実行する階調補正ステップと、当該画像データを構成する各画素の色味成分信号を所定の彩度補正量に従って補正する彩度補正処理を実行する彩度補正ステップとを有する画像処理方法であって、前記γ補正特性は、画像データを構成する各画素の輝度信号のうち、所定の輝度値よりも低輝度である輝度信号がさらに低輝度となるように補正する黒伸長特性を有し、前記画像処理方法は、前記黒伸長特性における、前記所定の輝度値よりも低輝度である輝度信号をさらに低輝度となるように階調補正を実行する際の補正度合いを示す黒変調量信号を前記階調補正ステップで階調補正処理される画像データ単位で生成する生成ステップと、前記生成ステップで生成された黒変調量信号を用いて、前記階調補正ステップで階調補正処理された画像データを構成する各画素の色味成分信号を補正する彩度補正量を決定する決定ステップと、を有し、前記決定ステップでは、前記黒変調量信号が輝度信号を低輝度とする補正度合いが小さいことを示す場合には前記彩度補正量を大きくし、輝度信号を低下させる補正度合いが大きくなるにつれて前記彩度補正量を小さくするように彩度補正量を決定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the image processing method of the present invention is an image composed of a plurality of pixels represented by color signals including a luminance signal indicating brightness and a color component signal indicating color. A gradation correction step for executing a gradation correction process for correcting the luminance signal of each pixel constituting the image data according to predetermined γ correction characteristics, and a color tone of each pixel constituting the image data A saturation correction step of executing a saturation correction process for correcting the component signal according to a predetermined saturation correction amount, wherein the γ correction characteristic is a luminance signal of each pixel constituting the image data. Among them, the image processing method has a black expansion characteristic that corrects the luminance signal having a luminance lower than a predetermined luminance value to be further lower than the predetermined luminance value in the black expansion characteristic. Brightness with low brightness A generation step of generating a black modulation amount signal indicating a correction degree when performing gradation correction so that the luminance signal is further reduced in brightness in units of image data subjected to gradation correction processing in the gradation correction step; Determination step for determining a saturation correction amount for correcting the color component signal of each pixel constituting the image data subjected to the gradation correction process in the gradation correction step, using the black modulation amount signal generated in the generation step. In the determining step, when the black modulation amount signal indicates that the correction level for reducing the luminance signal to low luminance is small, the correction level for increasing the saturation correction amount and reducing the luminance signal The saturation correction amount is determined such that the saturation correction amount is decreased as the value of the saturation correction amount increases.
また、上記目的を達成するために、本発明の画像処理方法は、複数の原色信号で表現された複数の画素から構成される画像データに対して、当該画像データを構成する各画素の明るさ成分を示す階調値を生成し、当該階調値を用いて画素数分布を示す階調ヒストグラムを生成するヒストグラム生成ステップと、当該階調ヒストグラムの画素数分布に基づいて決定したγ補正特性を用いて、前記画像データの階調補正処理を実行する階調補正ステップと、前記階調補正ステップで階調補正された画像データを所定の彩度補正量に従って補正する彩度補正処理を実行する彩度補正ステップとを有する画像処理方法であって、前記γ補正特性は、画像データを構成する各画素の階調値のうち、所定の輝度値よりも低輝度である階調値がさらに低輝度となるように補正する黒伸長特性を有し、前記画像処理方法は、前記黒伸長特性における、前記所定の輝度値よりも低輝度である階調値をさらに低輝度となるように階調補正を実行する際の補正度合いを示す黒変調量信号を前記階調補正ステップで階調補正処理される画像データ単位で生成する生成ステップと、前記生成ステップで生成された黒変調量信号を用いて、前記階調補正ステップで階調補正処理された画像データの彩度補正量を決定する決定ステップと、を有し、前記生成ステップでは、前記階調ヒストグラムにおいて、前記所定の輝度値よりも低輝度である階調値の画素数が少なくなるほど、前記補正度合いが大きくなるように前記黒変調量信号を生成し、前記決定ステップでは、前記黒変調量信号が、前記補正度合いが小さいことを示す場合には前記彩度補正量を大きくし、前記補正度合いが大きくなるにつれて前記彩度補正量を小さくするように彩度補正量を決定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the image processing method according to the present invention is configured such that the brightness of each pixel constituting the image data with respect to image data composed of a plurality of pixels expressed by a plurality of primary color signals. A histogram generation step for generating a gradation value indicating a component, generating a gradation histogram indicating a pixel number distribution using the gradation value, and a γ correction characteristic determined based on the pixel number distribution of the gradation histogram And a gradation correction step for performing gradation correction processing of the image data, and a saturation correction processing for correcting the image data subjected to gradation correction in the gradation correction step according to a predetermined saturation correction amount. An image processing method including a saturation correction step, wherein the γ correction characteristic is such that a gradation value lower than a predetermined luminance value among gradation values of each pixel constituting image data is further reduced. Brightness and The image processing method performs gradation correction so that a gradation value that is lower than the predetermined luminance value in the black expansion characteristic is further reduced. A generation step of generating a black modulation amount signal indicating a correction degree at the time of execution in units of image data subjected to gradation correction processing in the gradation correction step, and using the black modulation amount signal generated in the generation step, A determination step for determining a saturation correction amount of the image data subjected to the gradation correction process in the gradation correction step, wherein the generation step includes a luminance lower than the predetermined luminance value in the gradation histogram. The black modulation amount signal is generated so that the correction degree increases as the number of pixels of the gradation value decreases. In the determining step, the black modulation amount signal has a smaller correction degree. The larger the chroma correction amount in the case shown, the correction degree and determines the saturation correction amount so as to reduce the saturation correction amount as large.
以上説明したように、本発明によれば階調補正処理において黒伸張処理を行った場合でも、最終的に得られる出力信号の彩度変化を簡易な構成で防ぐことが可能となる。 As described above, according to the present invention, even when black expansion processing is performed in tone correction processing, it is possible to prevent a change in the saturation of the finally obtained output signal with a simple configuration.
(実施例1)
本発明を実施するための最良の形態であるいくつかの実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
Example 1
The present invention will be described in detail with reference to some embodiments which are the best mode for carrying out the present invention.
図1は本発明を適用可能な画像処理装置の回路ブロック図である。1は入力信号に対して階調補正処理を実行する階調補正処理部である。2は入力信号の彩度を補正する彩度補正部である。また、記号bは階調補正処理部1で生成される信号で、黒(低輝度画素)の変調度合いを表す黒変調量信号(変調度)である。この黒変調量信号の詳細については後述する。
FIG. 1 is a circuit block diagram of an image processing apparatus to which the present invention can be applied.
図1に示した入力信号は輝度信号Yと色差信号U,Vとからなる輝度色差信号である(以下、YUV信号と称する)。そして、この画像処理装置には、YUV信号が入力される。このYUV信号に対して後述する画像処理が施されたY’U’V’信号が出力される。但し、本発明における入出力信号はYUV信号に限定されるものではない。本実施例では、明るさを示す明るさ成分信号である輝度Y、色味を示す色味成分信号であるU、Vからなる色信号を用いて説明する。しかし、明るさを示す明るさ成分信号と色味を示す色味成分信号とを含む色信号であれば、他の色空間の信号でも良い。 The input signal shown in FIG. 1 is a luminance color difference signal composed of a luminance signal Y and color difference signals U and V (hereinafter referred to as YUV signal). A YUV signal is input to the image processing apparatus. A Y′U′V ′ signal obtained by performing image processing to be described later on the YUV signal is output. However, the input / output signals in the present invention are not limited to YUV signals. In the present embodiment, a description will be given using a color signal composed of luminance Y which is a brightness component signal indicating brightness and U and V which are color component signals indicating color. However, as long as the color signal includes a brightness component signal indicating brightness and a color component signal indicating color, a signal in another color space may be used.
また、図1に示した画像処理装置は階調補正処理部1と彩度補正部2のみで構成されているが、もちろん、他の機能部を有する画像処理装置に適用することも可能である。さらに、本発明の画像処理装置はデジタルテレビ(DTV)や、HDDレコーダなどのデジタルビデオレコーダ(DVR)に搭載することが可能である。また、静止画を扱うカラー複写機やプリンタ、デジタルスチルカメラなどに搭載することも可能である。
In addition, the image processing apparatus shown in FIG. 1 includes only the gradation
続いて、図2に示したグラフを用いて階調補正処理部1における階調補正特性を説明する。
Next, the gradation correction characteristics in the gradation
図2は横軸に入力映像信号の入力輝度信号値(Y)を設定し、縦軸には入力輝度信号値Yに対して所定の階調補正特性を適用して得られる出力輝度信号値(Y’)を設定したグラフである。即ち、入力輝度信号値を出力輝度信号値に変換する変換特性を概念的に示した図となる。本例では入力輝度レベルを8ビット(0〜255)、出力輝度レベルを同じく8ビットとしているが、この値はどのようなものであってもよい。 In FIG. 2, the horizontal axis represents the input luminance signal value (Y) of the input video signal, and the vertical axis represents the output luminance signal value obtained by applying a predetermined gradation correction characteristic to the input luminance signal value Y ( Y ′) is a graph set. That is, it is a diagram conceptually showing conversion characteristics for converting an input luminance signal value into an output luminance signal value. In this example, the input luminance level is 8 bits (0 to 255) and the output luminance level is also 8 bits, but this value may be any value.
図2のグラフにおける実線は階調変換特性を示すものであり、所謂γ補正曲線やγカーブと称される。本例では、この実線の変換特性は入力輝度信号値と出力輝度信号値が同値になるように構成されているが、本発明はこれに限らない。 The solid line in the graph of FIG. 2 indicates the tone conversion characteristics and is referred to as a so-called γ correction curve or γ curve. In this example, the solid line conversion characteristic is configured such that the input luminance signal value and the output luminance signal value have the same value, but the present invention is not limited to this.
図2のグラフにおける点線は入力輝度信号値が0からY0までの区間における階調変換特性を示すものである。ここで、この点線の傾きをkとする。従って、階調補正処理部1では、入力輝度信号値が0からY0までであれば傾き値kの点線で定められた階調変換特性を用いて出力輝度信号値Y’を得る。また、入力輝度信号値がY0を超える場合は実線で示した階調変換特性を用いて出力輝度信号値Y’を得ることになる。
The dotted line in the graph of FIG. 2 indicates the gradation conversion characteristics in the section where the input luminance signal value is from 0 to Y0. Here, the slope of this dotted line is k. Therefore, the gradation
即ち、図2に示した階調補正処理は、低輝度側の画素の輝度値をさらに低下させた出力信号を得ることを目的としたものである。つまり、黒伸張処理に相当する。そして、本例では、図1で示した黒変調量信号bとして、上述した傾き値kの値を使用する。黒変調量信号bは本発明における変調度に相当するものであり、一般的にγ値と称されることもある。傾き値kが大きいほど黒の伸張度合いが大きい、つまり、より低輝度の値に変換していると考えることができる。なお、黒変調量信号bは1枚の画像に対して1つ存在する。静止画であれば1つの静止画に1つの黒変調量信号が対応する。また、動画の場合は1フレームに1つの黒変調量信号が対応する。 That is, the gradation correction process shown in FIG. 2 is intended to obtain an output signal in which the luminance value of the pixel on the low luminance side is further reduced. That is, it corresponds to a black expansion process. In this example, the above-described slope value k is used as the black modulation amount signal b shown in FIG. The black modulation amount signal b corresponds to the degree of modulation in the present invention, and is generally called a γ value. It can be considered that the greater the slope value k, the greater the degree of black expansion, that is, the lower the brightness value. One black modulation amount signal b exists for one image. In the case of a still image, one black modulation amount signal corresponds to one still image. In the case of a moving image, one black modulation amount signal corresponds to one frame.
なお、本例において変曲点となる基準輝度値Y0はユーザの調整による手動設定、もしくは入力画像の特徴に応じた自動設定など、任意の方法で決定すればよい。いずれにしても、基準輝度値Y0は低輝度区間を定める値である。また、傾き値kは予め定められた範囲内で任意の値を取ることができる。 In this example, the reference luminance value Y0 serving as an inflection point may be determined by an arbitrary method such as manual setting by user adjustment or automatic setting according to the characteristics of the input image. In any case, the reference luminance value Y0 is a value that defines a low luminance section. Further, the slope value k can take any value within a predetermined range.
続いて、図3を用いて階調補正処理部1の詳細を説明する。階調補正処理部1には入力輝度信号Yが入力される。この入力輝度信号Yを分岐し、一方をセレクタ12に、他方を演算部10に入力する。
Next, details of the gradation
演算部10は図2のグラフで示した階調補正を実行する演算処理を行う。そのため、黒伸張処理の階調変換特性である傾き値kが演算部10に入力される。演算部10での階調補正処理を数式で表すと次のようになる。
Y’=k(Y−Y0)+Y0 (1)
なお、本例では階調補正処理部1の外部から傾き値kが入力されるように図示しているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。また、必ずしも演算部10に傾き値kが入力される必要はない。演算部10の内部で傾き値kを算出してもよいし、予め定めた傾き値kを保持する構成であってもよい。また、演算部10は輝度信号Yが入力されるたびに出力輝度信号Y’を演算により求める必要はない。例えば、予め定められたルックアップテーブル(LUT)を利用した輝度信号変換処理によっても同様の結果を得ることができる。本発明は、出力輝度信号値Y’を求めるにあたり、必ずしも数式を用いた値の算出のみに限定するものではない。即ち、演算処理とはLUTを用いた変換処理も含めるものである。
The
Y ′ = k (Y−Y0) + Y0 (1)
In this example, the inclination value k is input from the outside of the gradation
演算部10により式(1)の演算を行った場合、Y’が負の値を示す場合がある。そこで、演算部10の出力が負の値になった場合、Y’をゼロにリミットするリミッタ11が演算部10の後段に配置されている。
When the
リミッタ11の出力はセレクタ12に入力される。セレクタ12には、階調補正処理を施していない入力輝度信号Yと、演算部10により階調補正処理が施された補正輝度信号Y’が夫々入力されている。セレクタ12は入力輝度信号Yと図2で示した変曲点Y0の値を比較する。セレクタ12は、入力輝度信号が変曲点Y0以下の場合(Y≦Y0)、補正輝度信号Y’をそのまま出力輝度信号として出力する。また、セレクタ12は入力輝度信号Yが変曲点Y0よりも大きい場合、入力輝度信号Yを出力輝度信号Y’として出力する。このような構成により、入力輝度信号に対して黒伸張処理を実行することが可能となる。
The output of the limiter 11 is input to the selector 12. The selector 12 receives an input luminance signal Y that has not been subjected to gradation correction processing and a corrected luminance signal Y ′ that has been subjected to gradation correction processing by the
なお、本例では変曲点Y0よりも大きい入力輝度レベルの場合は補正を行わない構成としているので階調補正処理部1は上記の構成を採用している。しかしながら、変曲点との大小に限らず、入力輝度信号に対して何らかの階調変換特性を用いた補正を行う場合は本構成とは異なる構成となる場合もある。本発明は階調補正処理部の内部構成によって限定されるものではない。また、図2に示した階調変換特性に限定されるものでもない。
In this example, since the correction is not performed when the input luminance level is higher than the inflection point Y0, the gradation
続いて、図4を用いて彩度補正部2について詳細に説明する。彩度補正部2には前段の階調補正処理部1から出力された輝度信号Y’と、色差信号U、Vが入力される。また、階調補正処理部1から出力された黒変調量信号bも彩度補正部2に入力される。20は色差信号U、Vそれぞれに対して、後述するゲインgを乗算する乗算部である。21は黒変調量信号bに基づいて、ゲインgを決定し出力する変換テーブルである。彩度補正部2はY’UVの映像信号のうち、Y’は階調補正処理部1で出力された出力輝度信号Y’をそのまま出力する。また、入力色差信号U,Vに対しては黒変調量信号bに基づいて決定されたゲインgを掛け合わせ、それぞれ出力色差信号U’、V’を出力する。上述したように、黒変調量信号bは画素単位に定まるものではなく、1画面(1つの静止画像または1フレーム)に対応して定まるものであるので、ゲインgも1画面(1つの静止画像または1フレーム)に対応する。従って、1画面を構成する全ての画素に対応する色差信号U、Vに対してゲインgが乗算される。
Next, the
変換テーブル21におけるゲインgの決定について図5を用いて説明する。図5は黒変調量信号bを入力し、ゲインgを出力するためのテーブルの一例をグラフ化したものである。横軸が黒変調量信号b、縦軸がゲインgを示している。なお、このグラフはあくまでも概念的なものである。従って、本発明は図5に示した数値や曲線によって限定されるものではない。通常のテレビの場合、彩度補正は強調方向に行うのが一般的である。従って、図5における変換特性もゲインが常に1以上になるように設定されている。しかしながら、本発明は必ずしも彩度を強調することを前提とするものではなく、ゲインが1より小さい値(但しゼロ以上)となるように特性を設定しても良い。 Determination of the gain g in the conversion table 21 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a graph showing an example of a table for inputting the black modulation amount signal b and outputting the gain g. The horizontal axis indicates the black modulation amount signal b, and the vertical axis indicates the gain g. Note that this graph is conceptual only. Therefore, the present invention is not limited to the numerical values and curves shown in FIG. In the case of a normal television, saturation correction is generally performed in the enhancement direction. Therefore, the conversion characteristics in FIG. 5 are also set so that the gain is always 1 or more. However, the present invention does not necessarily assume that saturation is emphasized, and the characteristics may be set so that the gain becomes a value smaller than 1 (however, zero or more).
さて、課題としても記載したように、図2に示したような階調変換特性を用いて階調補正処理を輝度データに対して行った場合、色によっては彩度が高くなる場合がある。そのため、最終的に得られた映像では彩度変換が目立ち、結果として好ましくない映像になることがあった。 As described as a problem, when the gradation correction processing is performed on the luminance data using the gradation conversion characteristics as shown in FIG. 2, the saturation may be increased depending on the color. For this reason, saturation conversion is conspicuous in the finally obtained image, resulting in an unfavorable image.
しかし、発明者の画質評価検討の結果、階調補正処理において黒伸張処理を行った場合であっても、その伸張度合いに応じて彩度補正処理を適切に行うことにより、彩度変化が適切に抑制できることが判明した。 However, as a result of the inventor's image quality evaluation study, even when black expansion processing is performed in gradation correction processing, the saturation change is appropriate by appropriately performing saturation correction processing according to the degree of expansion. It was found that it can be suppressed.
そこで、本発明では、低輝度側の画素の輝度値をより低輝度な値に補正した場合、その補正量(変調度)に応じて色差信号の補正量であるゲインgを決定する構成を有する。図5では、黒変調量信号bが大きい、即ち、低輝度化する傾向が強いほど、ゲインgが小さくなるようなテーブルとなっている。なお、図5ではどのような黒変調量信号が入力されてもゲインgの値は1より大きくなっているが、ゲインgの値は黒変調量信号bの値に応じて1より小さい値(但し、0<g)に設定されていてもよい。また、傾き値kとして4を明記してあるが、傾き値kの上限値として定義したものではない。本発明は、低輝度側(黒側)の階調補正度合いに応じて彩度補正量を調整するにあたり、低輝度側の輝度レベルを低下させる度合いが強くなるに応じて、彩度補正における彩度補正量を低減するように制御するものである。 Therefore, in the present invention, when the luminance value of the pixel on the low luminance side is corrected to a lower luminance value, the gain g which is the correction amount of the color difference signal is determined according to the correction amount (modulation degree). . In FIG. 5, the table is such that the gain g becomes smaller as the black modulation amount signal b is larger, that is, the tendency to lower the luminance is stronger. In FIG. 5, the value of the gain g is greater than 1 no matter what black modulation amount signal is input, but the value of the gain g is a value smaller than 1 depending on the value of the black modulation amount signal b ( However, 0 <g) may be set. Further, although 4 is clearly specified as the slope value k, it is not defined as the upper limit value of the slope value k. The present invention adjusts the saturation correction amount according to the gradation correction degree on the low luminance side (black side), and the saturation level in the saturation correction is increased as the degree of lowering the luminance level on the low luminance side increases. The degree of correction is controlled to be reduced.
以上、実施例1によれば、映像信号に対して階調補正処理として黒伸張処理を行った場合でも、最終的に得られる出力信号の彩度変化を簡易な構成で防ぐことが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to prevent the change in the saturation of the finally obtained output signal with a simple configuration even when the black extension process is performed as the gradation correction process on the video signal. .
(実施例2)
本発明を適用可能な別の実施例である実施例2を図面を用いて説明する。図6は実施例2における画像処理装置の回路ブロック図である。本画像処理装置にも、実施例1と同様、入力映像信号としてYUV信号が入力される。
(Example 2)
A second embodiment, which is another embodiment to which the present invention can be applied, will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a circuit block diagram of the image processing apparatus according to the second embodiment. Similarly to the first embodiment, a YUV signal is input to this image processing apparatus as an input video signal.
30は入力映像信号であるYUV信号をYUV色空間からRGB色空間に変換する色空間変換部である。色空間変換部30での色空間変換処理の詳細は本発明の本質に関わらないので説明を省略する。なお、本実施例ではRGB色空間におけるRGB信号を用いて説明するが、複数の原色信号を含む色信号であればその他の色空間における信号を用いても良い。
色空間変換部30でRGBデータに変換された入力映像信号は、続いて階調補正処理部31に入力される。階調補正処理部31の詳細な構成を図7を用いて説明する。
The input video signal converted into RGB data by the color
図7は実施例2における階調補正処理部31の詳細な回路ブロック図である。階調補正処理部31は後述する階調補正処理を入力されたRGB信号に対して施し、R’G’B’信号を出力する。 FIG. 7 is a detailed circuit block diagram of the gradation correction processing unit 31 in the second embodiment. The gradation correction processing unit 31 performs gradation correction processing, which will be described later, on the input RGB signal, and outputs an R′G′B ′ signal.
まず、入力されたRGBの各信号は変換テーブル43とヒストグラム作成部40にそれぞれ入力される。ヒストグラム作成部40では1画面分のヒストグラムを作成する。ヒストグラム作成部40では、R、G、Bの各データの階調値の合計を3で除した平均値を求め、その平均値を用いてヒストグラムを作成する。図8はヒストグラム作成部40により作成されるヒストグラムの一例を示している。
First, the input RGB signals are input to the conversion table 43 and the
例えば、入力されたRGB信号が0から255までの階調を有する8ビットのデータとすると、全信号の総和が取り得る値は0から765(=255×3)までである。そして、この総和を3で除算することにより、平均階調値の取り得るレンジは0から255までとなる。ここで、平均階調値は即ちRGB信号の明るさ成分を表す信号である。 For example, if the input RGB signal is 8-bit data having gradations from 0 to 255, the total value of all signals can be 0 to 765 (= 255 × 3). Then, by dividing this total by 3, the range that the average gradation value can take is from 0 to 255. Here, the average gradation value is a signal representing the brightness component of the RGB signal.
本例では、この平均値を4つのカテゴリに分類することでヒストグラム40を作成する。つまり、入力階調レベルを4つのカテゴリ(区間)に分割するものとする。この4つのカテゴリのヒストグラム値(度数)をそれぞれh1、h2、h3,h4とすると、h1は0〜63階調における度数、h2は64〜127階調における度数といった具合に割り当てられる。作成したヒストグラムにおいて、黒に近い階調であるカテゴリの度数h1と白に近い階調であるカテゴリの度数h4がそれぞれ階調変換カーブ選択部41に出力される。階調レベルは即ち、明るさの度合いを示すレベルである。そして、カテゴリh1とh2では、カテゴリh1の方がカテゴリh2よりも暗いレベルとなる。
In this example, the
階調変換カーブ選択部41はカテゴリの度数に対応して予め定められた複数の変換特性(階調変換カーブ)をLUTとして保持している。そして、ヒストグラム作成部40から出力された度数h1及びh4に基づいて、保持している階調変換カーブを選択する。
The gradation conversion
ここで、低輝度側の度数h1に対応する階調変換カーブを黒側カーブと称する。つまり、階調値64が所定の明るさ度(閾値)となる。また、高輝度側の度数h4に対応する階調変換カーブを白側カーブと称する。図9は階調変換カーブ選択部41で選択された黒側カーブ50と白側カーブ51、中間調領域のカーブとからなる階調変換特性のグラフである。ここで、階調変換カーブ選択部41に保持されている黒側カーブ及び白側カーブはそれぞれ256種類あるものとする。そして、度数h1によって256種類の黒側カーブから一つの黒側カーブが選択される。白側カーブについても同様である。なお、図9に示したグラフはあくまでも概念的なものである。従って、本発明は図9に示した数値や曲線によって限定されるものではない。
Here, the gradation conversion curve corresponding to the frequency h1 on the low luminance side is referred to as a black side curve. That is, the
図10は256種類の黒側カーブの変換特性を模式的に示した図である。カーブ(階調変換特性)ごとにIDとしてのカーブナンバーが付与されている。そして、カーブナンバーが大きいほど、黒伸張の度合いが強い変換特性となっている。本例では、ヒストグラムの度数h1が小さい場合、即ち、1画面内に暗い階調の画素が少ない画像の場合には黒の伸張度合いを大きくするカーブが選択される。つまり、図10におけるカーブナンバーの大きい黒側カーブが選択されることになる。このような階調変換カーブの選択ルールを採用することで、暗い画素が多いシーンの場合、つまり度数h1が大きい値を示す場合は黒の伸張度合いを小さくするカーブが選択される。結果として、暗いシーンであっても入力映像の階調を的確に表現することができる。反対に、暗い画素が少ないシーンの場合、つまり度数h1が小さい値を示す場合は、黒の伸張度合いを大きくするカーブが選択される。この結果、画像の黒浮きを抑制することが可能となる。 FIG. 10 is a diagram schematically showing conversion characteristics of 256 types of black side curves. A curve number as an ID is assigned to each curve (gradation conversion characteristic). The larger the curve number, the stronger the black extension. In this example, when the histogram frequency h1 is small, that is, in the case of an image with few dark gradation pixels in one screen, a curve that increases the degree of black expansion is selected. That is, the black curve with the large curve number in FIG. 10 is selected. By adopting such a gradation conversion curve selection rule, a curve that reduces the degree of black expansion is selected in the case of a scene with many dark pixels, that is, when the frequency h1 shows a large value. As a result, the gradation of the input video can be accurately expressed even in a dark scene. Conversely, in the case of a scene with few dark pixels, that is, when the frequency h1 indicates a small value, a curve that increases the degree of black expansion is selected. As a result, it is possible to suppress the black floating of the image.
なお、高輝度側の度数h4に対応する白側カーブについても、黒側カーブと同様の制御を行う。但し、本発明において白側カーブの選択制御は重要ではないため、説明を省略する。 The white side curve corresponding to the high luminance side frequency h4 is also controlled in the same manner as the black side curve. However, the selection control of the white side curve is not important in the present invention, and the description is omitted.
以上のように選択された黒側カーブと白側カーブは中間調補間部42に出力される。中間調補間部42では、黒側カーブと白側カーブの間の中間調部分の階調変換特性を作成する。本例では、中間調補間部42は黒側カーブと白側カーブの間を直線によって補間するものとする。図9に点線で示したものが中間調補間部で作成された、中間調領域の階調変換特性である。
The black side curve and the white side curve selected as described above are output to the
中間調補間部42から出力される階調変換カーブは、入力階調(本例では0〜255)全域での変換特性を規定するカーブとなっている。つまり、図9として示した階調変換カーブである。このカーブを階調変換テーブル43に設定する。この設定処理は映像が変化するたびに行われる。例えば、動画の場合はフレーム単位で行われる。これにより、入力の画像に応じた変換特性を自動的に設定し、階調補正処理が実行される。こうして、階調補正処理部31からは階調補正が行われたR’G’B’信号が出力される。
The gradation conversion curve output from the
なお、図7における階調変換カーブ選択部41からは、選択された黒側カーブのカーブナンバーが実施例1で説明した黒変調量信号(変調度)bとして出力される。そして、この黒変調量信号bが後述する彩度補正部32に入力される。本例では黒変調量信号bにカーブナンバーを対応させているが、黒変調量信号bはカーブナンバーである必要はない。また、黒変調量信号bは予め定められた範囲内で任意の変調量となる値を取るように構成すればよい。
Note that the tone conversion
続いて、本実施例における彩度補正部32の構成を説明する。図11は彩度補正部32の詳細な構成を示すブロック図である。階調補正処理部31から出力されたR’G’B’信号は平均値検出部33に入力される。また、減算部34に入力される。
Next, the configuration of the saturation correction unit 32 in the present embodiment will be described. FIG. 11 is a block diagram showing a detailed configuration of the saturation correction unit 32. The R′G′B ′ signal output from the gradation correction processing unit 31 is input to the average value detection unit 33. Further, it is input to the subtracting
平均値検出部33はR’G’B’信号の平均値Avを求める処理を行う。Avを求めるための数式は次の通りである。
Av=(R’+G’+B’)/3 (2)
上述したが、この平均値はR’G’B’信号の明るさ成分を表す信号に相当する。平均値検出部33で求められた平均値Avは減算部34に入力される。減算部34ではR’G’B’信号のそれぞれの値から平均値Avを減ずる。これにより、減算部34からはR1、G1、B1の各信号が出力される。なお、ここで出力されるR1、G1、B1の各信号の絶対値を求め、求めた3つの絶対値の中で最大の値が大きいほど彩度が高いと言える。例えば、8ビットの信号であれば最大値が255に近いものほど高彩度のデータとなる。
The average value detection unit 33 performs processing for obtaining the average value Av of the R′G′B ′ signal. A formula for obtaining Av is as follows.
Av = (R ′ + G ′ + B ′) / 3 (2)
As described above, this average value corresponds to a signal representing the brightness component of the R′G′B ′ signal. The average value Av obtained by the average value detection unit 33 is input to the
続いて、減算部34から出力されたR1、G1、B1の各信号は乗算部35に入力される。乗算部35では、各信号に対してゲインgを乗ずる。ここで、ゲインgは彩度データの調整量に相当する。ゲインgは階調補正処理部31から出力された黒変調量信号bを変換テーブル37で変換することで得られる値である。即ち、黒変調量信号bに基づいてゲインgは決定される。なお、変換テーブル37における黒変調量信号bとゲインgの関係は図12に示す。変換テーブル37における黒変調量信号bとゲインgの関係は上述した実施例1における変換テーブル21と基本的な思想は同一である。なお、このグラフはあくまでも概念的なものである。従って、本発明は図12に示した数値や曲線によって限定されるものではない。
Subsequently, the R1, G1, and B1 signals output from the
さて、乗算部35ではR1、G1、B1の各信号に対して、彩度の調整量であるゲインgが乗算される。続いて、乗算によって得られたR2、G2、B2の各信号は加算部36に入力される。この加算部36ではR2、G2、B2の各信号に対して平均値検出部33で求めた平均値Avを加算する処理を行う。平均値Avを加算することで、R”、G”、B”信号が得られる。
Now, the
即ち、彩度補正部32では、減算部34でRGBデータを彩度データに変換した後、ゲインgを乗算して彩度補正を行い、その後に加算部36で彩度補正がなされたRGBデータ(R”G”B”)に変換し直すという処理を実行している。
That is, the saturation correction unit 32 converts the RGB data into saturation data by the
以上、説明したように本実施例では、低輝度側(黒側)の階調補正度合いに応じて彩度補正量を調整するにあたり、低輝度側の輝度レベルを低下させる度合いが強くなるに応じて、彩度補正における彩度補正量を低減するように制御するものである。このような制御を行うことで、最終的に得られる出力信号の彩度変化を簡易な構成で防ぐことが可能となる。 As described above, in this embodiment, when the saturation correction amount is adjusted in accordance with the gradation correction degree on the low luminance side (black side), the degree to which the luminance level on the low luminance side is lowered increases. Thus, control is performed to reduce the saturation correction amount in the saturation correction. By performing such control, it becomes possible to prevent a change in the saturation of the finally obtained output signal with a simple configuration.
(実施例3)
続いて、色補正を3次元ルックアップテーブル(以後、3DLUTと称する)を用いる構成に対して本発明を適用する場合を実施例3として説明する。本実施例における画像処理装置の回路ブロック図は図6で示した回路ブロック図と同様であるので説明を省略する。また、色空間変換部30及び階調補正処理部31での処理は実施例2と同様であるので、説明を省略する。以下、彩度補正部32の説明を行う。
(Example 3)
Next, a case where the present invention is applied to a configuration using a three-dimensional lookup table (hereinafter referred to as 3DLUT) for color correction will be described as a third embodiment. The circuit block diagram of the image processing apparatus in this embodiment is the same as the circuit block diagram shown in FIG. Further, since the processing in the color
図13は本実施例における彩度補正部の詳細図である。61は後述する補間演算を行う補間演算部である。62はRAM、63は補間演算した演算結果をR’、G’、B’の各信号に対して加算する加算部である。64は3DLUTを格納したROMである。65は黒変調量信号bに基づいてゲインgを出力する変換テーブルである。66はゲインgをROM64の出力に乗算する乗算部である。
FIG. 13 is a detailed diagram of the saturation correction unit in this embodiment.
ROM64には図14に示すような3DLUTが格納されている。本実施例ではRGB色空間を図14に示すように5×5×5に分割した3DLUTを想定している。つまり、ROM64にはRGB色空間を5×5×5に分割した際の格子点(125点)のデータを保持していることになる。格子点のRGBデータは、各色が8ビットの階調レベルを有する場合、図16のようになる。
The
各格子点には、当該格子点における入力RGBデータと、そのRGBデータに対応する出力RGBデータの差分(出力RGBデータ−入力RGBデータ)が格納されている。差分データはそれぞれ△R、△G、△Bとなる。つまり、3DLUTはRGB色空間での色補正を行うためのものであり、差分データは色補正データとなる。 Each grid point stores the input RGB data at the grid point and the difference between the output RGB data corresponding to the RGB data (output RGB data−input RGB data). The difference data is ΔR, ΔG, and ΔB, respectively. That is, the 3DLUT is for performing color correction in the RGB color space, and the difference data is color correction data.
差分データ△R、△G、△Bは例えば、以下のように求めることができる。例えば、実施例2で用いた図12において、ゲインgを最大値である1.5とした場合の出力データR”、G”、B”と、入力データR’、G’、B’の差分を用いる。つまり、
△R=R”−R’
△G=G”−G’
△B=B”−B’
となる。このとき、入力データR’、G’、B’は上述した3DLUTの格子点のRGBデータであるとして計算する。このような処理を実施することで、125個の格子点の差分データが求められる。この差分データがROM64に格納される。ROM64に格納された差分データ△R、△G、△Bは、各格子点の彩度補正の補正量を算定するために必要なデータである。例えば、以上のように求められた差分データ△R、△G、△Bにゲインg=1を乗算し、入力データR’、G’、B’と加算する。そうすれば、上述した実施例2におけるゲインg=1.5の場合の彩度補正データ、即ち、R”、G”、B”データが得られる。
The difference data ΔR, ΔG, ΔB can be obtained as follows, for example. For example, in FIG. 12 used in the second embodiment, the difference between the output data R ″, G ″, B ″ and the input data R ′, G ′, B ′ when the gain g is 1.5 which is the maximum value. That is,
ΔR = R ″ −R ′
ΔG = G ″ −G ′
ΔB = B ″ −B ′
It becomes. At this time, the input data R ′, G ′, and B ′ are calculated assuming that they are RGB data of the above-described 3DLUT lattice points. By performing such processing, difference data of 125 lattice points is obtained. The difference data is stored in the
変換テーブル65は階調補正処理部31で生成された黒変調量信号bを入力し、ゲインgを出力する。本実施例では図15に示す変換テーブル特性を用いることとする。 The conversion table 65 receives the black modulation amount signal b generated by the gradation correction processing unit 31 and outputs a gain g. In this embodiment, the conversion table characteristic shown in FIG. 15 is used.
乗算部66では、ROM64から出力される差分データとゲインgを乗算する。ROM64の差分データは上述したように125点分存在する。従って、乗算部66では125点の差分データ全てに対して以下のようにゲインgを乗ずる処理を実行する。
△R’=△R×g
△G’=△G×g
△B’=△B×g
乗算部66から出力された△R’、△G’、△B’はRAM62に格納される。RAM62はROM64と同様、5×5×5の3DLUTを格納する。
The
△ R '= △ R × g
△ G '= △ G × g
△ B '= △ B × g
ΔR ′, ΔG ′, and ΔB ′ output from the
補間演算部61は入力されたR’、G’、B’データとRAM62に格納された、ゲインを乗じた差分データ△R’、△G’、△B’を用いた補間演算処理を実行することで、R’、G’、B’データに対応する△R”、△G”、△B”となる差分データを求める。なお、補間演算部61で実行する補間演算は例えば線形補間などの公知の補間方法を適用することができる。
The
つまり、補間演算部61はRGB色空間を図14のように分割した際、入力R’、G’、B’データが属する一つの格子ブロックの8つの頂点の差分データ△R’、△G’、△B’を参照する。そして、入力R’、G’、B’データと8つの頂点とのそれぞれの距離に応じて差分データ△R’、△G’、△B’を演算により求める。このように求められた差分データ△R”、△G”、△B”は彩度補正部に入力されたR’、G’、B’データにそれぞれ加算される。この加算処理の結果、彩度補正処理が施されたR”、G”、B”データが出力される。
That is, when the
続いて、本実施例の処理フローを説明する。ROM64には上述のように実施例2におけるゲインがg=1.5であったときの差分データ△R、△G、△Bが格納されているとする。
Subsequently, a processing flow of the present embodiment will be described. As described above, the
例えば、黒側カーブのカーブナンバーが0であった場合、黒変調量信号bは0である。このとき、図15よりゲインg=1となる。従って、乗算部66の入出力は以下の関係になる。
△R’=△R
△G’=△G
△B’=△B
つまり、△R’、△G’、△B’データは実施例2におけるゲインg=1.5のときの彩度補正出力データR”G”B”と、入力データR’G’B’の差分を表している。
For example, when the curve number of the black side curve is 0, the black modulation amount signal b is 0. At this time, gain g = 1 from FIG. Therefore, the input / output of the
△ R '= △ R
△ G '= △ G
△ B '= △ B
That is, the ΔR ′, ΔG ′, and ΔB ′ data are the saturation correction output data R ″ G ″ B ″ and the input data R′G′B ′ when the gain g = 1.5 in the second embodiment. It represents the difference.
乗算部66の出力である差分データ△R’、△G’、△B’はRAM62に格納される。この時点では125の格子点における差分データしか存在しない。
Difference data ΔR ′, ΔG ′, ΔB ′, which are outputs of the
その後、補間演算部61では、RAM62に格納された差分データ△R’、△G’、△B’を参照し、入力データR’G’B’に対応する差分データ△R”、△G”、△B”を求める。このとき、入力データR’G’B’に対応する差分データ△R”、△G”、△B”は、やはり実施例2におけるゲインg=1.5の時の差分データに相当するものである。
Thereafter, the
差分データ△R”、△G”、△B”は、加算部63で入力データR’G’B’と加算される。これにより、黒変調量信号b=0の場合、入力データR’G’B’は、実施例2におけるゲインg=1.5に相当する彩度補正をかけられたR”G”B”データとして出力される。
The difference data ΔR ″, ΔG ″, ΔB ″ are added to the input data R′G′B ′ by the
以上、説明したように本実施例では、彩度補正処理を3DLUTを用いて行う場合であっても、彩度補正処理を適正に行うことが可能である。従って、低輝度側(黒側)の階調補正度合いに応じて彩度補正量を調整するにあたり、低輝度側の輝度レベルを低下させる度合いが強くなるに応じて、彩度補正における彩度補正量を低減するように制御するものである。このような制御を行うことで、最終的に得られる出力信号の彩度変化を簡易な構成で防ぐことが可能となる。 As described above, in this embodiment, even when the saturation correction process is performed using the 3DLUT, the saturation correction process can be appropriately performed. Therefore, when adjusting the saturation correction amount according to the gradation correction degree on the low luminance side (black side), the saturation correction in the saturation correction becomes stronger as the degree of lowering the luminance level on the low luminance side increases. The amount is controlled to be reduced. By performing such control, it becomes possible to prevent a change in the saturation of the finally obtained output signal with a simple configuration.
Claims (8)
前記γ補正特性は、画像データを構成する各画素の輝度信号のうち、所定の輝度値よりも低輝度である輝度信号がさらに低輝度となるように補正する黒伸長特性を有し、The γ correction characteristic has a black expansion characteristic that corrects a luminance signal having a luminance lower than a predetermined luminance value out of luminance signals of each pixel constituting the image data so as to have a lower luminance.
前記画像処理装置は、The image processing apparatus includes:
前記黒伸長特性における、前記所定の輝度値よりも低輝度である輝度信号をさらに低輝度となるように階調補正を実行する際の補正度合いを示す黒変調量信号を前記階調補正手段で階調補正処理される画像データ単位で生成する生成手段と、In the black expansion characteristic, a black modulation amount signal indicating a degree of correction when performing a gradation correction so that a luminance signal having a luminance lower than the predetermined luminance value is further reduced by the gradation correction means. Generating means for generating image data to be subjected to gradation correction processing;
前記生成手段で生成された黒変調量信号を用いて、前記階調補正手段で階調補正処理された画像データを構成する各画素の色味成分信号を補正する彩度補正量を決定する決定手段と、Determination to determine a saturation correction amount for correcting the color component signal of each pixel constituting the image data subjected to the gradation correction processing by the gradation correction unit using the black modulation amount signal generated by the generation unit Means,
を有し、Have
前記決定手段は、前記黒変調量信号が輝度信号を低輝度とする補正度合いが小さいことを示す場合には前記彩度補正量を大きくし、輝度信号を低下させる補正度合いが大きくなるにつれて前記彩度補正量を小さくするように彩度補正量を決定することを特徴とする画像処理装置。The determining means increases the saturation correction amount when the black modulation amount signal indicates that the correction level for reducing the luminance signal to a low luminance level is small, and increases the saturation level as the correction level for decreasing the luminance signal increases. An image processing apparatus that determines a saturation correction amount so as to reduce the degree correction amount.
前記γ補正特性は、画像データを構成する各画素の階調値のうち、所定の輝度値よりも低輝度である階調値がさらに低輝度となるように補正する黒伸長特性を有し、The γ correction characteristic has a black expansion characteristic that corrects a gradation value that is lower than a predetermined luminance value among gradation values of each pixel constituting the image data so that the luminance value is further reduced.
前記画像処理装置は、The image processing apparatus includes:
前記黒伸長特性における、前記所定の輝度値よりも低輝度である階調値をさらに低輝度となるように階調補正を実行する際の補正度合いを示す黒変調量信号を前記階調補正手段で階調補正処理される画像データ単位で生成する生成手段と、In the black expansion characteristic, a black modulation amount signal indicating a correction degree when performing gradation correction so that a gradation value that is lower than the predetermined luminance value is further reduced to the gradation correction means Generating means for generating image data in units of gradation correction processing;
前記生成手段で生成された黒変調量信号を用いて、前記階調補正手段で階調補正処理された画像データの彩度補正量を決定する決定手段と、Determining means for determining a saturation correction amount of the image data subjected to gradation correction processing by the gradation correction means, using the black modulation amount signal generated by the generation means;
を有し、Have
前記生成手段は、前記階調ヒストグラムにおいて、前記所定の輝度値よりも低輝度である階調値の画素数が少なくなるほど、前記補正度合いが大きくなるように前記黒変調量信号を生成し、The generating means generates the black modulation amount signal so that the degree of correction increases as the number of pixels of the gradation value having lower luminance than the predetermined luminance value decreases in the gradation histogram,
前記決定手段は、前記黒変調量信号が、前記補正度合いが小さいことを示す場合には前記彩度補正量を大きくし、前記補正度合いが大きくなるにつれて前記彩度補正量を小さくするように彩度補正量を決定することを特徴とする画像処理装置。The determining means increases the saturation correction amount when the black modulation amount signal indicates that the correction degree is small, and reduces the saturation correction amount as the correction degree increases. An image processing apparatus for determining a degree of correction.
前記γ補正特性は、画像データを構成する各画素の輝度信号のうち、所定の輝度値よりも低輝度である輝度信号がさらに低輝度となるように補正する黒伸長特性を有し、
前記画像処理方法は、
前記黒伸長特性における、前記所定の輝度値よりも低輝度である輝度信号をさらに低輝度となるように階調補正を実行する際の補正度合いを示す黒変調量信号を前記階調補正ステップで階調補正処理される画像データ単位で生成する生成ステップと、
前記生成ステップで生成された黒変調量信号を用いて、前記階調補正ステップで階調補正処理された画像データを構成する各画素の色味成分信号を補正する彩度補正量を決定する決定ステップと、
を有し、
前記決定ステップでは、前記黒変調量信号が輝度信号を低輝度とする補正度合いが小さいことを示す場合には前記彩度補正量を大きくし、輝度信号を低下させる補正度合いが大きくなるにつれて前記彩度補正量を小さくするように彩度補正量を決定することを特徴とする画像処理方法。 For image data composed of a plurality of pixels represented by a color signal including a brightness signal indicating brightness and a color component signal indicating color, the brightness signal of each pixel constituting the image data is A gradation correction step for executing a gradation correction process for correcting according to a predetermined γ correction characteristic, and a saturation correction process for correcting the color component signal of each pixel constituting the image data according to a predetermined saturation correction amount An image processing method including a saturation correction step,
The γ correction characteristic has a black expansion characteristic that corrects a luminance signal having a luminance lower than a predetermined luminance value out of luminance signals of each pixel constituting the image data so as to have a lower luminance.
The image processing method includes:
In the gradation correction step, a black modulation amount signal indicating a correction degree when gradation correction is performed so that a luminance signal having a luminance lower than the predetermined luminance value in the black expansion characteristic is further reduced. A generation step for generating image data in units of gradation correction processing;
Determination to determine a saturation correction amount for correcting the color component signal of each pixel constituting the image data subjected to the gradation correction process in the gradation correction step using the black modulation amount signal generated in the generation step Steps,
Have
In the determining step, the saturation correction amount is increased when the black modulation amount signal indicates that the correction level for reducing the luminance signal to be low is low, and the saturation level is increased as the correction level for decreasing the luminance signal is increased. An image processing method, wherein the saturation correction amount is determined so as to reduce the degree correction amount.
前記γ補正特性は、画像データを構成する各画素の階調値のうち、所定の輝度値よりも低輝度である階調値がさらに低輝度となるように補正する黒伸長特性を有し、The γ correction characteristic has a black expansion characteristic that corrects a gradation value that is lower than a predetermined luminance value among gradation values of each pixel constituting the image data so that the luminance value is further reduced.
前記画像処理方法は、The image processing method includes:
前記黒伸長特性における、前記所定の輝度値よりも低輝度である階調値をさらに低輝度となるように階調補正を実行する際の補正度合いを示す黒変調量信号を前記階調補正ステップで階調補正処理される画像データ単位で生成する生成ステップと、In the gradation correction step, a black modulation amount signal indicating a degree of correction when gradation correction is performed so that a gradation value that is lower in luminance than the predetermined luminance value in the black expansion characteristic has a lower luminance. A generation step for generating image data in units of gradation correction processing in
前記生成ステップで生成された黒変調量信号を用いて、前記階調補正ステップで階調補正処理された画像データの彩度補正量を決定する決定ステップと、A determination step of determining a saturation correction amount of the image data subjected to the gradation correction process in the gradation correction step using the black modulation amount signal generated in the generation step;
を有し、Have
前記生成ステップでは、前記階調ヒストグラムにおいて、前記所定の輝度値よりも低輝度である階調値の画素数が少なくなるほど、前記補正度合いが大きくなるように前記黒変調量信号を生成し、In the generation step, in the gradation histogram, the black modulation amount signal is generated so that the degree of correction increases as the number of pixels of gradation values that are lower than the predetermined luminance value decreases.
前記決定ステップでは、前記黒変調量信号が、前記補正度合いが小さいことを示す場合には前記彩度補正量を大きくし、前記補正度合いが大きくなるにつれて前記彩度補正量を小さくするように彩度補正量を決定することを特徴とする画像処理方法。In the determining step, the saturation correction amount is increased when the black modulation amount signal indicates that the correction degree is small, and the saturation correction amount is decreased as the correction degree increases. An image processing method characterized by determining a degree correction amount.
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