JP4484722B2

JP4484722B2 - 画像信号処理方法及び画像信号処理回路

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Publication number: JP4484722B2
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Inventors: 泉金井; 宗棋安藤; 光勢杉本
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Description

本発明は、画像信号の処理に関するものである。

従来、入力画像に応じてγ特性を変換する手法としては、特許文献１に開示されたものがある。この手法は、カウントしたヒストグラムデータにより予め用意された複数のγカーブの中の一つを選択し、そのγカーブにより入力画像をγ変換するというものである。

この従来技術の実施例においては、入力画像データの上位２ビットを００、０１、１０、１１の４種類のカテゴリーにデコードし、各カテゴリーでヒストグラムをカウントしている。また、各カテゴリーのヒストグラムデータは、０あるいは１の２種類（以下、「ヒストグラム最大値が１」と表現する）としている。

このとき、予め用意しておくγカーブは、各カテゴリー２値、４カテゴリーの組み合わせで、２＾４＝１６本となる。
特開平０６−１７８１５３号公報

本発明は、かかる従来技術を鑑みなされたもので、その目的とするところは、ヒストグラムのカテゴリー数を抑制しつつ良好な変換を実現できる画像信号処理方法及び画像信号処理回路を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、入力される画像信号のとりうる値の範囲を分割して得ることができる複数の領域が設定されている状態において、所定期間中に入力される画像信号のうち前記複数の領域のそれぞれに属する画像信号数を、低階調側から累積して各領域の評価値とするステップと、前記評価値と所定値とを比較するステップと、前記評価値が前記所定値を超える最も低階調側の領域に対応して予め記憶されている複数のγカーブから、前記評価値と前記所定値との差異に応じたγカーブを選択するステップと、前記選択したγカーブで入力される画像信号を変換するステップと、を有する画像信号処理方法である。
また、本発明は、入力される画像信号のとりうる値の範囲を分割して得ることができる複数の領域が設定されている状態において、所定期間中に入力される画像信号のうち前記複数の領域のそれぞれに属する画像信号数を、高階調側から累積して各領域の評価値とするステップと、前記評価値と所定値とを比較するステップと、前記評価値が前記所定値を超える最も高階調側の領域に対応して予め記憶されている複数のγカーブから、前記評価値と前記所定値との差異に応じたγカーブを選択するステップと、前記選択したγカーブで入力される画像信号を変換するステップと、を有する画像信号処理方法である。

なお、評価値と前記所定値との差異に応じたγカーブ（変換条件）の選択は、評価値と所定値との差を厳密に算出して行う構成を採用することができるが、評価値と所定値の少なくとも一方については近似値を用いて差を算出するなど、評価値と所定値との相対的な関係に応じた変換条件の選択が行える種々の方法もしくは構成を採用することができる。

ここで、所定期間中に入力される画像信号のうち前記複数の領域のそれぞれに属する画像信号数を、低階調側または高階調側から累積して評価する際には、所定期間中に入力される画像信号のうち各領域のそれぞれに属する画像信号数を各領域ごとに計数し、得られた値に正規化等の処理を行った後に、低階調側または高階調側から累積して加算するようにしてもよいし、所定期間中に入力される画像信号のうち各領域のそれぞれに属する画像信号数を各領域ごとに計数し、計数した値を低階調側または高階調側から累積して加算した後に正規化等の処理を行うようにしてもよい。

また、低階調側または高階調側から累積して評価された画像信号は、低階調側または高階調側から累積されることにより、低階調側または高階調側から順次増加し又は等しくなる。従って、単調に増加し又は等しい複数の評価値のうちいずれかの評価値が閾値を超えることとなるか、又は評価値のうちの最大の評価値よりも所定値が大きい場合は、入力される画像信号が属する領域のうちには、評価値が所定値を超えることとなる領域が存在しないこととなる。

本発明によれば、画像信号の、予め記憶された変換条件の数を増大させることなく、良好なコントラスト感の改善を図ることができる。

図１は本発明の実施形態に係る画像信号処理方法を実現する画像信号処理装置の機能ブロック図である。図２は、本発明の実施形態に係る画像処理方法の処理手順を説明するフローチャートである。

１は画像データの入力端子、２はヒストグラムカウンタ、３は累積演算部、４は選択部、９は抑制部、５はγ生成部、６はメモリ、７はγテーブル、８は表示装置である。

入力端子１には輝度データ（Yデータ）あるいはRGBデータ等の画像データｓが入力される。本実施形態では画像データｓは８ビットのデジタルデータであるとする。図１では説明を簡単にするために、ヒストグラムカウンタ２に入力するデータと、γテーブル５に入力するデータは同じデータとしているが、これに限る必要はなく、ヒストグラムカウンタ２には輝度データを入力し、γテーブル５にはその輝度データを色空間変換したRGBデー
タを入力してもよい。

ヒストグラムカウンタ２では入力された画像データ１フレーム分のヒストグラムをカウントする（ステップＳ１）。ヒストグラムカウンタ２の詳細図を図３に示す。１０はカテゴリーデコーダ、１１〜１５はカウンタ、２１〜２５は除算部である。

画像データｓはデコーダ１０に入力され、８ビットデータの上位３ビットによりカテゴリーデコードされる。上位３ビットが０００（０〜３１階調）の画素はカウンタ１１でカウントされ、上位３ビットが００１（３２〜６３階調）の画素はカウンタ１２でカウントされ、上位３ビットが０１０（６４〜９５階調）の画素はカウンタ１３でカウントされ、上位３ビットが１１０（１９２〜２２３階調）の画素はカウンタ１４でカウントされ、上位３ビットが１１１（２２４〜２５５階調）の画素はカウンタ１５でカウントされる。

通常は上位３ビットによりデコードした場合、０００、００１、０１０、０１１、１００、１０１、１１０、１１１の８カテゴリーのヒストグラムをカウントするが、本実施形態では低階調側３カテゴリー（０００、００１、０１０）、高階調側２カテゴリー（１１０、１１１）の計５カテゴリーのみヒストグラムカウントする。

カウンタ１１〜１５には不図示のラッチ回路がついており、１フレーム分のヒストグラムをカウントし終わると、垂直同期信号によりそのフレームのヒストグラムデータを次の除算部２１〜２５に出力する。

除算部２１〜２５では、カウンタ１１〜１５の出力である１フレーム分のヒストグラムデータを固定値で除算し、γカーブを選択するアドレスとして適切なレベルになるようにスケーリングする。この除算は簡易的な除算でよく、本実施形態ではビットシフトを使用した。

例えば入力画像サイズが１９２０×１０８０であったとき、除算部２１〜２５では入力されたヒストグラムデータを１５ビット右シフト（３２７６８で割ることに相当）すると、アドレスとして適切な値が得られる。

ヒストグラムカウンタ２から出力されたヒストグラムデータｈ１〜ｈ５は、次の累積演算部３に入力される。ヒストグラムデータｈ１〜ｈ５は１フレームにつき一回累積演算部３に入力され、累積演算部３では１フレームに一回累積データを計算する（ステップＳ２）。累積演算部３の詳細を図４に示す。

累積演算部３では、低階調側３カテゴリーのヒストグラムｈ１、ｈ２、ｈ３から以下の計算により累積データｒ１、ｒ２、ｒ３を得る。

一方高階調側２カテゴリーのヒストグラムｈ４、ｈ５は、高階調側（２５５階調側）から累積演算する。これにより以下の累積データｒ４、ｒ５を得る。

このように計算された累積データは、次の選択部４に出力される。

選択部４では、累積演算部３から出力された累積データｒ１〜ｒ５をもとに、予めメモリ６に用意されている複数のγカーブの内、どのカーブを使用するかを決定する。累積データｒ１〜ｒ５は１フレームに一回出力され、選択部４では１フレームに一回γカーブの選択を行う。

本実施形態では、０〜１２８階調の入力に対する出力を規定した低階調側のγカーブを３０本（カーブＮｏ．０〜２９）、１９２〜２５５階調の入力に対する出力を規定した高階調側のγカーブを２０本（カーブＮｏ．０〜１９）用意した場合を想定している。これらのγカーブはメモリ６に記憶されている。低階調側と高階調側のγカーブの本数はこれに限るものではない。また、低階調側と高階調側で同じ本数でも構わない。

図５に低階調側のγカーブの例を示す。低階調側のγカーブは０〜１２８の入力階調に対する出力階調を規定している。本実施形態では、カーブＮｏ．が大きいほど黒を沈め、カーブＮｏ．が小さいほど黒を浮かせるカーブとした。カーブＮｏ．１〜８はカーブＮｏ．０とカーブＮｏ．９の間を均等に分割するように設定され、カーブＮｏ．１１〜１８はカーブＮｏ．１０とカーブＮｏ．１９の間を均等に分割するように設定され、カーブＮｏ．２１〜２８はカーブＮｏ．２０とカーブＮｏ．２９の間を均等に分割するように設定されている。

図６に高階調側のγカーブの例を示す。高階調側のγカーブは１９２〜２５５の入力階調に対する出力階調を規定している。本実施形態では、カーブＮｏ．が大きいほど傾きを立て、カーブＮｏ．が小さいほど傾きを寝かせるカーブとした。カーブＮｏ．１〜８はカーブＮｏ．０とカーブＮｏ．９の間を均等に分割するように設定され、カーブＮｏ．１１〜１８はカーブＮｏ．１０とカーブＮｏ．１９の間を均等に分割するように設定されている。

選択部４には低階調側、高階調側２種類の閾値が予め設定されており、この閾値と累積データｒ１〜ｒ５とを比較演算することで選択カーブＮｏ．を決定する。ここでは、低階
調側の閾値をｔｂ、高階調側の閾値をｔｗとする。また、本実施の形態における選択部４は、本発明の選択部及び比較部に相当する。

＜低階調側の処理＞
まず、低階調側のカーブＮｏ．を選択する処理を説明する。図７は低階調側の累積データｒ１〜ｒ３と閾値ｔｂとを比較し（ステップＳ３）、その大小関係により、選択部４がどのカーブＮｏ．を選択するかを示した図である。図中でＭａｘ（Ａ，Ｂ）はＡ，Ｂの大きい方の値を表す。

[ｒ１≧ｔｂの場合]
このときには、上位３ビットが０００であるカテゴリーにおいて、累積ヒストグラムデータｒ１が閾値ｔｂを超えているので、このカテゴリーに対応したカーブＮｏ．０〜９の１０本のカーブグループからカーブＮｏ．を選択する（ステップＳ４）。選択されるカーブＮｏ．はＭａｘ（[グループ内最大のカーブＮｏ．]−ｒ１＋ｔｂ，[グループ内最小の
カーブＮｏ．]）となる。この場合グループ内最大のカーブＮｏ．は９、グループ内最小
のカーブＮｏ．は０であるため、Ｍａｘ（９−ｒ１＋ｔｂ，０）となる。[グループ内最
大のカーブＮｏ．]−ｒ１＋ｔｂは、グループ内最大のカーブＮｏ．から、閾値ｔｂと閾
値を越えた時の累積ヒストグラムデータ（ここではｒ１）との差であるｒ１−ｔｂを引いた値に相当する。

ｒ１≧ｔｂの場合は暗部に度数が多い場合に相当する。このとき、カーブＮｏ．０〜９のどれかを選ぶことにより、黒を浮かせたカーブを選択することになる。さらに、累積データｒ１が大きいほど選択するカーブＮｏ．が小さくなり、カーブグループ（カーブＮｏ．０〜９）内でより黒を浮かせたカーブを選択する。すなわち最も低階調側のカテゴリーにおいて累積ヒストグラムデータが閾値を越えた場合には低階調領域に多くの階調差が割りあてられる複数の変換条件としてカーブＮｏ．０〜９までの条件が選択肢となる。さらに、選択肢である複数の変換条件（カーブＮｏ．０〜９）のなかから、累積データと閾値との差に応じてひとつの変換条件が選択される。具体的には該差が小さいときと大きいときの２つの状態を比較したときに、後者の場合には前者よりもより黒を浮かせたカーブ、すなわち、低階調領域により大きい階調差が割り当てられたカーブが選択される。ここで、ある階調領域に割り当てられた階調差とは、選択された変換条件で、該階調領域に含まれる階調値の最小値が変換されて出力された値と、前記選択された変換条件で、該階調領域に含まれる階調値の最大値が変換されて出力された値との差分に相当する。

[ｒ１＜ｔｂかつｒ２≧ｔｂの場合]
このときには、上位３ビットが００１であるカテゴリーにおいて、累積ヒストグラムデータｒ２が閾値ｔｂを超えているので、このカテゴリーに対応したカーブＮｏ．１０〜１９の１０本のカーブグループからカーブＮｏ．を選択する（ステップＳ５）。選択されるカーブＮｏ．はＭａｘ（[グループ内最大のカーブＮｏ．]−ｒ２＋ｔｂ，[グループ内最
小のカーブＮｏ．]）となる。この場合グループ内最大のカーブＮｏ．は１９、グループ
内最小のカーブＮｏ．は１０であるため、Ｍａｘ（１９−ｒ２＋ｔｂ，１０）となる。[
グループ内最大のカーブＮｏ．]−ｒ２＋ｔｂは、グループ内最大のカーブＮｏ．から、
閾値ｔｂと閾値を越えた時の累積ヒストグラムデータ（ここではｒ２）との差であるｒ２−ｔｂを引いた値に相当する。

ｒ１＜ｔｂかつｒ２≧ｔｂの場合は暗部の度数がある程度存在する場合に相当する。このとき、カーブＮｏ．１０〜１９のどれかを選ぶことにより、黒をやや沈めたカーブを選択することになる。さらに、累積データｒ２が小さいほど選択するカーブＮｏ．が大きくなり、カーブグループ（カーブＮｏ．１０〜１９）内でより黒を沈めたカーブを選択する。すなわち低階調側から２番目のカテゴリーにおいて累積ヒストグラムデータが閾値を越
えた場合には、前記のｒ１≧ｔｂの場合よりも黒を沈めた、つまり低階調領域に階調差が小さい複数の変換条件としてカーブＮｏ．１０〜１９までの条件が選択肢となる。さらに、選択肢である複数の変換条件（カーブＮｏ．１０〜１９）のなかから、累積データと閾値との差に応じてひとつの変換条件が選択される。具体的には該差が小さいときと大きいときの２つの状態を比較したときに、後者の場合には前者よりもより黒を浮かせたカーブ、すなわち、低階調領域により大きい階調差が割り当てられたカーブが選択される。

[ｒ２＜ｔｂかつｒ３≧ｔｂの場合]
このときには、上位３ビットが０１０であるカテゴリーにおいて、累積ヒストグラムデータｒ３が閾値ｔｂを超えているので、このカテゴリーに対応したカーブＮｏ．２０〜２９の１０本のカーブグループからカーブＮｏ．を選択する（ステップＳ６）。選択されるカーブＮｏ．はＭａｘ（[グループ内最大のカーブＮｏ．]−ｒ３＋ｔｂ，[グループ内最
小のカーブＮｏ．]）となる。この場合グループ内最大のカーブＮｏ．は２９、グループ
内最小のカーブＮｏ．は２０であるため、Ｍａｘ（２９−ｒ３＋ｔｂ，２０）となる。[
グループ内最大のカーブＮｏ．]−ｒ３＋ｔｂは、グループ内最大のカーブＮｏ．から、
閾値ｔｂと閾値を越えた時の累積ヒストグラムデータ（ここではｒ３）との差であるｒ３−ｔｂを引いた値に相当する。

ｒ２＜ｔｂかつｒ３≧ｔｂの場合は暗部の度数が少ない場合に相当する。このとき、カーブＮｏ．２０〜２９のどれかを選ぶことにより、黒を沈めたカーブを選択することになる。さらに、累積データｒ３が小さいほど選択するカーブＮｏ．が大きくなり、カーブグループ（カーブＮｏ．２０〜２９）内でより黒を沈めたカーブを選択する。すなわち低階調側から３番目のカテゴリーにおいて累積ヒストグラムデータが閾値を越えた場合には、最も黒を沈めた、つまり低階調領域に階調差が最も小さい複数の変換条件としてカーブＮｏ．２０〜２９までの条件が選択肢となる。さらに、選択肢である複数の変換条件（カーブＮｏ．２０〜２９）のなかから、累積データと閾値との差に応じてひとつの変換条件が選択される。具体的には該差が小さいときと大きいときの２つの状態を比較したときに、後者の場合には前者よりもより黒を浮かせたカーブ、すなわち、低階調領域により大きい階調差が割り当てられたカーブが選択される。

[ｒ３＜ｔｂの場合]
このときには、上位３ビットが０００〜０１０であるカテゴリーのうちには、累積ヒストグラムデータｒ１〜ｒ３が閾値ｔｂを超えるカテゴリーがないので、カーブＮｏ．は常に２９となる（ステップＳ７）。ｒ３＜ｔｂの場合は暗部にデータがない場合に相当する。このとき、最も黒を沈めるカーブであるであるカーブＮｏ．２９を選択する。

＜高階調側の処理＞
次に、高階調側のカーブＮｏ．を選択する処理を説明する。図８は高階調側の累積データｒ４、ｒ５と閾値ｔｗとを比較し（ステップＳ８）、その大小関係により、選択部４がどのカーブＮｏ．を選択するかを示した図である。図中でＭｉｎ（Ａ，Ｂ）はＡ，Ｂの小さい方の値を表す。

[ｒ５≧ｔｗの場合]
このときには、上位３ビットが１１１であるカテゴリーにおいて、累積ヒストグラムデータｒ５が閾値ｔｗを超えているので、このカテゴリーに対応したカーブＮｏ．１０〜１９の１０本のカーブグループからカーブＮｏ．を選択する（ステップＳ９）。選択されるカーブＮｏ．はＭｉｎ（[グループ内最小のカーブＮｏ．]＋ｒ５−ｔｗ，[グループ内最
大のカーブＮｏ．]）となる。この場合グループ内最小のカーブＮｏ．は１０、グループ
内最大のカーブＮｏ．は１９であるため、Ｍｉｎ（１０＋ｒ５−ｔｗ，１９）となる。[
グループ内最小のカーブＮｏ．]＋ｒ５−ｔｗは、グループ内最小のカーブＮｏ．に、閾
値ｔｗと閾値を越えた時の累積ヒストグラムデータ（ここではｒ５）との差であるｒ５−ｔｗを加えた値に相当する。

ｒ５≧ｔｗの場合は明部に度数が多い場合に相当する。このとき、カーブＮｏ．１０〜１９のどれかを選ぶことにより、高階調部の傾きが大きいカーブを選択することになる。さらに、累積データｒ５が大きいほど選択するカーブＮｏ．が大さくなり、カーブグループ（カーブＮｏ．１０〜１９）内でより傾きが大きいカーブを選択する。すなわち最も高階調側のカテゴリーにおいて累積ヒストグラムデータが閾値を越えた場合には高階調領域に多くの階調差が割りあてられる複数の変換条件としてカーブＮｏ．１０〜１９までの条件が選択肢となる。さらに、選択肢である複数の変換条件（カーブＮｏ．１０〜１９）のなかから、累積データと閾値との差に応じてひとつの変換条件が選択される。具体的には該差が小さいときと大きいときの２つの状態を比較したときに、後者の場合には前者よりもより傾きが大きいカーブ、すなわち、高階調領域により大きい階調差が割り当てられたカーブが選択される。

[ｒ５＜ｔｗかつｒ４≧ｔｗの場合]
このときには、上位３ビットが１１０であるカテゴリーにおいて、累積ヒストグラムデータｒ４が閾値ｔｗを超えているので、このカテゴリーに対応したカーブＮｏ．０〜９の１０本のカーブグループからカーブＮｏ．を選択する（ステップＳ１０）。選択されるカーブＮｏ．はＭｉｎ（[グループ内最小のカーブＮｏ．]＋ｒ４−ｔｗ，[グループ内最大
のカーブＮｏ．]）となる。この場合グループ内最小のカーブＮｏ．は０、グループ内最
大のカーブＮｏ．は９であるため、Ｍｉｎ（ｒ４−ｔｗ，９）となる。[グループ内最小
のカーブＮｏ．]＋ｒ４−ｔｗは、グループ内最小のカーブＮｏ．に、閾値ｔｗと閾値ｔ
ｗを越えた時の累積ヒストグラムデータ（ここではｒ４）との差であるｒ４−ｔｗを加えた値に相当する。

ｒ５＜ｔｗかつｒ４≧ｔｗの場合は明部に度数が少ない場合に相当する。このとき、カーブＮｏ．０〜９のどれかを選ぶことにより、高階調部の傾きが小さいカーブを選択することになる。さらに、累積データｒ４が小さいほど選択するカーブＮｏ．が小さくなり、カーブグループ（カーブＮｏ．０〜９）内でより傾きが小さいカーブを選択する。すなわち高階調側から２番目のカテゴリーにおいて累積ヒストグラムデータが閾値を越えた場合には高階調領域に小さい階調差が割りあてられる複数の変換条件としてカーブＮｏ．０〜９までの条件が選択肢となる。さらに、選択肢である複数の変換条件（カーブＮｏ．０〜９）のなかから、累積データと閾値との差に応じてひとつの変換条件が選択される。具体的には該差が小さいときと大きいときの２つの状態を比較したときに、後者の場合には前者よりもより傾きが大きいカーブ、すなわち、高階調領域により大きい階調差が割り当てられたカーブが選択される。

[ｒ４＜ｔｗの場合]
このときには、上位３ビットが１１０〜１１１であるカテゴリーにおいて、累積ヒストグラムデータｒ４，ｒ５が閾値ｔｗを超えるカテゴリーがないので、カーブＮｏ．は常に０となる（ステップＳ１１）。ｒ４＜ｔｗの場合は明部にデータがない場合に相当する。このとき、最も傾きが小さいカーブであるであるカーブＮｏ．０を選択する。

選択部４で選択された低階調側、高階調側の２つのカーブＮｏ．は、次の抑制部９に入力される。抑制部９では、カーブＮｏ．の時間変動を抑制する（ステップＳ１２）。動画像処理の際、選択部４で選択されたカーブＮｏ．がフレームにより大きく変動しちらつきを発生する場合がある。これを抑えるため、抑制部９ではカーブＮｏ．の時間変動を抑制する。

例えば、あるｉフレーム目の低階調側のカーブＮｏ．Ｃ（ｉ）が抑制部９に入力された場合、以下のように処理し変動を抑制された表示用のカーブＮｏ．Ａ（ｉ）を出力する。

ここで、

つまり、表示用のカーブＮｏ．は、過去ＮフレームのカーブＮｏ．の平均値ということになる。これによりカーブＮｏ．に時間方向のＬＰＦ（ロー・パス・フィルタ）がかかり、カーブＮｏ．の時間変動を抑制することができる。

上記の式３は低階調側のカーブＮｏ．算出の例として示したが、抑制部９では低階調側のカーブＮｏ．にも高階調側のカーブＮｏ．にも同様の処理を施す。

このように、カーブＮｏ．の過去Ｎフレーム分を平均化することで、カーブＮｏ．の変動が抑制され、ちらつきを抑えることができる。

抑制部９で算出された低階調側、高階調側の２つのカーブＮｏ．は、次のγ生成部５に入力される。γ生成部５では、選択部４で選択されたカーブＮｏ．のγカーブ（低階調側と高階調側の合わせて２本）を、メモリ６から読み込む。読込まれた２本のγカーブは、入力０〜１２８階調、１９２〜２５５階調に対応する出力しか含まれていないので、その間の入力１２９〜１９１階調に対応する出力を計算により求める（ステップＳ１３）。本実施形態では、この計算に直線補間を用いた。補間演算は他にも多項式補間、スプライン補間等を使用しても構わない。

図９はγ生成部で行う直線補間を説明する図である。図で３０はあるフレームで選択部４が選択した低階調側γカーブ、３１は高階調側γカーブである。γ生成部５では、これらのγカーブ３０、３１の間（入力１２９〜１９１階調）に対応する出力を計算する。

入力階調ｘに対応する出力階調Ｏｘは以下の式により求められる。

このようにして、入力１２９〜１９１階調に対応する出力を求めることで、入力０〜２５５階調全てに対応する出力が得られる。この変換特性をγテーブル７に書き込む。この書き込みは１フレームにつき一回、垂直帰線期間を利用して行われる。

画像データｓは、γテーブル７（本発明の変換部に相当）によりγ特性が変換され、コントラスト感が改善された後に表示装置８に表示される（ステップＳ１４）。

以上のような構成により画像を処理した例を図１０に示す。

図１０（ａ）は入力画像である。ここでは、図１０（ａ）に示すように比較的暗い画像が入力された場合を想定している。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のヒストグラムデータｈ１〜ｈ５である。この例では、ｈ１〜ｈ５がそれぞれ、ｈ１＝１８、ｈ２＝１５、ｈ３＝１０、ｈ４＝４、ｈ５＝３であったとする。

累積データｒ１〜ｒ５は、式１、式２の計算により以下のように求まる。

ｒ１〜ｒ５を図１０（ｃ）に示す。

本実施形態では、低階調側閾値ｔｂ＝１５、高階調側閾値ｔｗ＝１０とする。

低階調側はｒ１≧ｔｂであるため、低階調側のカーブＮｏ．は以下のようになる。

図５を見ると分かるように、カーブＮｏ．６は黒をあまり沈めないカーブである。図１０（ａ）の画像は比較的暗い画像であるため、このようなカーブが選択された。

一方、高階調側はｒ４＜ｔｗであるため、高階調側のカーブＮｏ．は０となる。図６に示したようにカーブＮｏ．０は最も傾きを寝かせたカーブである。図１０（ａ）の画像は明部の度数が少ないため、このようなカーブが選択された。

γ生成部５は、選択された低階調側、高階調側のγカーブの間の階調を直線補間し、図１０（ｄ）に示す変換特性を生成する。これにより、図１０（ａ）の画像の場合、低階調側はつぶさず、高階調側は持ち上がった特性で変換され、良好なコントラスト感を得ることができる。

図１は本発明の実施形態に係る画像信号処理装置の機能ブロック図である。図２は本発明の実施形態に係る画像信号処理方法の手順を示すフローチャートである。図３はヒストグラムカウンタの詳細図である。図４は累積演算部の詳細図である。図５は低階調側のγカーブである。図６は高階調側のγカーブである。図７は選択部４が低階調側のカーブを選択する処理を表す図である。図８は選択部４が高階調側のカーブを選択する処理を表す図である。図９はγ生成部の処理を説明する図である。図１０はある入力画像を本発明で処理した過程を表す図である。

符号の説明

１入力端子
２ヒストグラムカウンタ
３累積演算部
４選択部
５ γ生成部
６メモリ
７ γテーブル
８表示装置
９抑制部
１０カテゴリーデコーダ
１１〜１５カウンタ
２１〜２５除算部
３０低階調側γカーブ
３１高階調側γカーブ

Claims

入力される画像信号のとりうる値の範囲を分割して得ることができる複数の領域が設定されている状態において、所定期間中に入力される画像信号のうち前記複数の領域のそれぞれに属する画像信号数を、低階調側から累積して各領域の評価値とするステップと、
前記評価値と所定値とを比較するステップと、
前記評価値が前記所定値を超える最も低階調側の領域に対応して予め記憶されている複数のγカーブから、前記評価値と前記所定値との差異に応じたγカーブを選択するステップと、
前記選択したγカーブで入力される画像信号を変換するステップと、
を有する画像信号処理方法。
入力される画像信号のとりうる値の範囲を分割して得ることができる複数の領域が設定されている状態において、所定期間中に入力される画像信号のうち前記複数の領域のそれぞれに属する画像信号数を、高階調側から累積して各領域の評価値とするステップと、
前記評価値と所定値とを比較するステップと、
前記評価値が前記所定値を超える最も高階調側の領域に対応して予め記憶されている複数のγカーブから、前記評価値と前記所定値との差異に応じたγカーブを選択するステップと、
前記選択したγカーブで入力される画像信号を変換するステップと、
を有する画像信号処理方法。
前記複数のγカーブからγカーブを選択するステップは、
前記評価値が前記所定値を超える最も低階調側の領域が低階調側に近いほど、低階調領域の階調差が大きい前記複数のγカーブを選択し、
さらに、前記評価値と前記所定値との差異が大きいほど、前記選択された複数のγカーブのなかから階調差が大きいγカーブを選択することを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理方法。
前記複数のγカーブからγカーブを選択するステップは、
前記評価値が前記所定値を超える最も高階調側の領域が高階調側に近いほど、高階調領
域の階調差が大きい前記複数のγカーブを選択し、
さらに、前記評価値と前記所定値との差異が大きいほど、前記選択された複数のγカーブのなかから階調差が大きいγカーブを選択することを特徴とする請求項２に記載の画像信号処理方法。
前記評価値が前記所定値を超える領域が存在しない場合には、予め記憶されている所定のγカーブを選択するステップを有する請求項１〜４のいずれかに記載の画像信号処理方法。
入力される画像信号のとりうる値の範囲を分割して得ることができる複数の領域が設定されている累積演算部であって、所定期間中に入力される画像信号のうち前記複数の領域のそれぞれに属する画像信号数を、低階調側から累積して各領域の評価値とする累積演算部と、
前記評価値と所定値とを比較する比較部と、
前記評価値が前記所定値を超える最も低階調側の領域に対応して予め記憶されている複数のγカーブから、前記評価値と前記所定値との差異に応じたγカーブを選択する選択部と、
前記選択したγカーブで入力される画像信号を変換する変換部と、
を有する画像信号処理回路。
入力される画像信号のとりうる値の範囲を分割して得ることができる複数の領域が設定されている累積演算部であって、所定期間中に入力される画像信号のうち前記複数の領域のそれぞれに属する画像信号数を、高階調側から累積して各領域の評価値とする累積演算部と、
前記評価値と所定値とを比較する比較部と、
前記評価値が前記所定値を超える最も高階調側の領域に対応して予め記憶されている複数のγカーブから、前記評価値と前記所定値との差異に応じたγカーブを選択する選択部と、
前記選択したγカーブで入力される画像信号を変換する変換部と、
を有する画像信号処理回路。
前記複数のγカーブからγカーブを選択する選択部は、
前記評価値が前記所定値を超える最も低階調側の領域が低階調側に近いほど、低階調領域の階調差が大きい前記複数のγカーブを選択し、
さらに、前記評価値と前記所定値との差異が大きいほど、前記選択された複数のγカーブのなかから階調差が大きいγカーブを選択することを特徴とする請求項６に記載の画像信号処理回路。
前記複数のγカーブからγカーブを選択する選択部は、
前記評価値が前記所定値を超える最も高階調側の領域が高階調側に近いほど、高階調領域の階調差が大きい前記複数のγカーブを選択し、
さらに、前記評価値と前記所定値との差異が大きいほど、前記選択された複数のγカーブのなかから階調差が大きいγカーブを選択することを特徴とする請求項７に記載の画像信号処理回路。
前記選択部は、前記評価値が前記所定値を超える領域が存在しない場合には、予め記憶されている所定のγカーブを選択することを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の画像信号処理回路。